23.06.2017 16:44
Люди относятся к суточным животным, то есть спят ночью и бодрствуют днем, что зависит от света или его отсутствия. Известно, что свет оказывает косвенное влияние на сон, изменяя длину суточных ритмов. Как свет влияет на циркадные ритмы, и каково влияние света? Почему тьма заставляет нас спать? Исследователи из лаборатории профессора Дэвида Пробера говорят, что частично они дали ответ на этот вопрос: определенный белок в мозге, который реагирует на свет и тьму, устанавливает правильный баланс между сном и бодрствованием.
Работа опубликована в журнале Neuron.
«Ранее исследователи идентифицировали фоторецепторы в глазу, которые необходимы для прямого воздействия света на бодрствование и сон, - говорит Пробер. - Но мы хотели узнать, как мозг использует эту визуальную информацию, чтобы влиять на ритмы человека».
В качестве модельного организма для изучения сна сотрудники лаборатории использовали рыбу данио. Животные оптически прозрачны, что позволяет получить неинвазивное изображение нейронов. У них также есть суточные ритмы, подобные сну и бодрствованию человека. Чтобы исследовать, как сон реагирует на свет, Венди Чен изучила белок прокинетицин 2 (Prok2) в мозге рыбок данио. Избыток Prok2 подавляет пробуждающий эффект света и успокаивающий эффект темноты.
Чен создала модель рыбы данио с мутантными формами Prok2 и наблюдала за светозависимыми дефектами сна у этих животных. Обнаружилось, что рыбки с мутированным рецептором Prok2 были более активными, когда свет включен, и менее активны, когда свет погашен.
Результаты исследования показывают, что уровни Prok2 играют решающую роль в установлении правильного баланса между сном и бодрствованием в течение дня и ночи.
Исследователи также изучили, как Prok2 модулирует влияние света на сон. Чтобы ответить на этот вопрос, они пытались понять, необходимы ли другие белки в мозге, которые влияют на сон. Они обнаружили, что седативный эффект сверхэкспрессии Prok2 в присутствии света требует галанина, белка. Они также обнаружили, что избыточная экспрессия Prok2 увеличила уровень экспрессии галанина в переднем гипоталамусе, центре, ответственном за сон. Но у животных, модель которых создана с отсутствием галанина, сверхэкспрессия Prok2 не повлияла сон.
Результаты дают представление о том, как свет может взаимодействовать с мозгом, чтобы повлиять на сон, и начать изучение генов и нейронов, которые лежат в основе этого явления. Необходима дальнейшая работа, чтобы объяснить, как свет и тьма непосредственно влияют на ритм человека, и определить, имеет ли Prok2 аналогичную функцию у людей. Если это так, работа поможет разработать новые лекарства, регулирующие состояние активности человека.
Источник: https://medicalxpress.com/news/2017-06-neural-relationship.html
Комментарии
Пока комментариев нет
Новый комментарий