У людей и других животных сигналы от центральных циркадных часов в мозге генерируют сезонные и суточные ритмы жизни. Они помогают организму подготовиться к ожидаемым изменениям в окружающей среде, а также оптимизировать время сна, приема пищи и выполнения других ежедневных дел.
Ученые из Университета Вашингтона в Сент-Луисе изучают особенности того, как наши внутренние биологические часы отслеживают время. Их новое исследование, опубликованное 24 июля в Трудах Национальной академии наук , помогает ответить на давние вопросы о том, как генерируются и поддерживаются циркадные ритмы.
У всех млекопитающих сигналы циркадных ритмов поступают из небольшой части мозга, называемой супрахиазматическим ядром, или SCN. Несколько предыдущих исследований из Вашингтонского университета и других учреждений пытались определить, играет ли нейротрансмиттер ГАМК роль в синхронизации циркадных ритмов среди отдельных нейронов SCN. Однако роль ГАМК в SCN оставалась неясной.
«В прошлом мы публиковали данные о фармакологической блокаде системы ГАМК и обнаружили лишь умеренное увеличение синхронности среди клеток СХЯ», — сказал Даниэль Гранадос-Фуэнтес, научный сотрудник в области искусств и наук и первый автор нового исследования.
Химические вмешательства, которые он и другие ученые применили, по-видимому, не повлияли на то, как сильно активизируются нейроны в СХЯ, и не повлияли на циркадную регуляцию фактического поведения у мышей.
Поэтому Гранадос-Фуэнтес и его коллеги использовали другой подход. Исследователи изменили экспрессию двух видов рецепторов ГАМК, чтобы выяснить, оказывает ли плотность рецепторов какое-либо влияние на синхронность или поведение.
«Настройка количества рецепторов считается важной для регулирования физиологических процессов, таких как обучение и память, но не циркадных ритмов», — сказал Гранадос-Фуэнтес. Но в этом случае изменение плотности рецепторов ГАМК γ2 или δ имело драматический эффект.
Уменьшение или мутация этих рецепторов в SCN мышей снизили амплитуду их циркадных ритмов на одну треть. Мыши в этом исследовании увеличили свой дневной бег в колесе и сократили свой обычный ночной бег.
Исследователи также обнаружили, что уменьшение или мутация рецепторов ГАМК γ2 или δ вдвое снижает синхронность и амплитуду циркадных клеток СХЯ, измеренную по частоте активации или экспрессии белка in vitro.
По словам Гранадос-Фуэнтеса , повышенная экспрессия одного из двух типов рецепторов ГАМК компенсировала потерю другого, что позволяет предположить, что эти два рецептора могут функционировать в СХЯ схожим образом, хотя было описано, что они опосредуют различные физиологические процессы .
Понимание циркадных ритмов важно, потому что люди могут страдать от множества негативных последствий, если эти ритмы нарушаются. Они могут испытывать дневную усталость, изменения в гормональном профиле, проблемы с желудочно-кишечным трактом, изменения настроения и многое другое.
«Эти результаты открывают возможность понять, важны ли изменения в плотности рецепторов ГАМК для регуляции сезонных реакций, например, как животные в природе реагируют на лето, когда дни длинные, или на зиму, когда дни короткие», — сказал Гранадос-Фуэнтес.
Спасибо за интересную статью! Я всегда задумывалась, как наши привычки могут зависеть от биологических ритмов. У меня есть опыт, когда я пыталась следовать режиму сна, и заметила, что это действительно улучшает мою продуктивность.
Очень познавательно! Я хотел бы узнать, как именно плотность рецепторов влияет на наши привычки. Есть ли какие-то рекомендации по оптимизации суточных ритмов?
Больше всего меня поразило, что циркадные часы могут влиять на наше поведение. Я сама заметила, что в разные времена года меняются мои предпочтения в еде и активности.
Интересная тема! Я много читал о важности сна, но не знал, что это связано с плотностью рецепторов в мозге. Спасибо за информацию!
Прочитав статью, я задумалась о том, как современные условия жизни нарушают наши биологические ритмы. У многих из нас есть проблемы со сном, и, возможно, это связано с этим.
Благодарю за статью! Она заставила меня задуматься о том, как важно следить за своим режимом. Я сам пытаюсь придерживаться определенного графика и замечаю, как это влияет на мою работоспособность.
Очень интересное исследование! У меня есть вопрос: как мы можем узнать, насколько хорошо наши циркадные часы работают? Есть ли тесты или методы?
Спасибочки за информацию! Я слышал, что свет влияет на наши циркадные ритмы. Как именно это работает? Это действительно так важно?
Читая вашу статью, я вспомнила о своих поездках, когда приходилось адаптироваться к новым часовым поясам. Это всегда было сложно, но теперь понимаю, почему!
Спасибо за интересный материал! Я бы хотел поделиться своим опытом: когда я начал следить за своим режимом и ложиться спать в одно и то же время, моя жизнь значительно улучшилась.
Здорово, что подняли эту тему! У меня есть знакомые, которые очень рано встают и чувствуют себя прекрасно. Как же они справляются с этими суточными ритмами?
Очень интересная информация, спасибо! Я бы хотел узнать больше о том, как изменить свои суточные ритмы, если они нарушены.
Потрясающая статья! Я всегда была любителем ночных посиделок, но теперь понимаю, что это может негативно сказываться на здоровье. Нужно что-то менять!