Наши тела и поведение часто имеют собственные ритмы. Почему мы ходим в туалет в одно и то же время каждый день?
Почему мы чувствуем себя не в своей тарелке, если не можем заснуть в нужное время? Циркадные ритмы – это закулисная сила, которая формирует многие наши поведения и наше здоровье.
Мичихиро Миеда и его команда из Университета Канадзавы в Японии исследуют, как центр контроля циркадных ритмов мозга регулирует поведение.
Центр управления, называемый суперхиазматическим ядром, или SCN, содержит множество типов нейронов, которые передают сигналы с помощью молекулы ГАМК, но мало что известно о том, как каждый тип влияет на ритмы нашего тела. В своем новейшем исследовании исследователи сосредоточились на нейронах ГАМК, которые вырабатывают аргинин вазопрессин, гормон, регулирующий функцию почек и кровяное давление в организме, и который недавно показал, что он также участвует в регулировании периода ритмов, производимых SCN в организме. головной мозг.
Чтобы изучить функцию этих нейронов и только этих нейронов, исследователи сначала создали мышей, у которых ген, необходимый для передачи сигналов ГАМК между нейронами, был удален только в нейронах SCN, продуцирующих вазопрессин. «Мы удалили ген, который кодирует белок, который позволяет упаковывать ГАМК, прежде чем он будет отправлен другим нейронам», – объясняет Миеда. "Без упаковки ни один из нейронов вазопрессина не мог посылать сигналы ГАМК."
Это означает, что эти нейроны больше не могли общаться с остальной частью центра управления ритмом с помощью ГАМК. На первый взгляд результаты были простыми. Мыши демонстрировали более длительные периоды активности, начинали активность раньше и заканчивали активность позже, чем контрольные мыши.
Итак, отсутствие гена упаковки в нейронах нарушило сигнал молекулярных часов, верно? На самом деле все было не так просто.
При более внимательном рассмотрении выяснилось, что молекулярные часы идут правильно. Итак, что происходило?
Исследователи использовали визуализацию кальция, чтобы изучить тактовые ритмы нейронов вазопрессина.
Они обнаружили, что хотя ритм активности соответствовал времени поведения у контрольных мышей, эта взаимосвязь была нарушена у мышей, у которых передача ГАМК от нейронов вазопрессина отсутствовала. Напротив, ритм вывода SCN, i.е.
Электрическая активность нейронов SCN у модифицированных мышей имела такой же нерегулярный ритм, как и их поведение. «Наше исследование показывает, что передача сигналов ГАМК от вазопрессиновых нейронов в супрахиазматическом ядре помогает зафиксировать поведенческое время в рамках ограничений молекулярных часов», – говорит Миеда.