О блокировках  |  На основном сайте Граней: https://graniru.org/Society/Science/m.69166.html

статья Как мозг управляет суточными ритмами

Алексей Левин (Вашингтон), 05.05.2004
Изображение мозга с сайта
health.allrefer.com/pictures-images/hypothalamus.html

Изображение мозга с сайта health.allrefer.com/pictures-images/hypothalamus.html

Эксперименты, осуществленные нейрофизиологами из Соединенных Штатов и Испании, представляют в совершенно неожиданном свете особенности работы той области головного мозга, которая ведает суточными ритмами. Глава этого международного исследовательского коллектива Орасио де ла Инглесиа считает, что полученная информация позволит лучше понять причины ухудшения самочувствия, обусловленного длительными авиаперелетами.

Суточными ритмами принято называть изменения характера и интенсивности самых различных биологических процессов, которые повторяются с 24-часовой периодичностью. Число биологических функций человеческого организма, которые демонстрируют такую цикличность, очень велико - порядка сотни. Все они находятся под контролем специализированных нервных клеток - хранителей суточных ритмов. Некоторые органы (такие как печень, сердце и скелетная мускулатура) располагают своими собственными хранителями ритма, однако все они подчинены единому центру. Этот центр находится в гипоталамусе, очень древнем отделе промежуточного мозга, который имеется у любых позвоночных (а если еще точнее, то у всех хордовых) животных.

Гипоталамус выполняет исключительно важную роль в координации работы сразу двух ключевых систем организма - нервной и эндокринной. В гипоталамусе имеются не только нейроны, чья основная задача состоит в обмене нервными импульсами, но также и специализированные клетки, вырабатывающие целое семейство гормонов. Некоторые из этих клеток (их называют нейросекреторными) пребывают в гордом одиночестве, а некоторые объединяются в компактные группы, которые образуют гипоталамические ядра (число этих ядер превышает три десятка). В одном из таких скоплений, супрахиазматическом ядре, сосредоточены тысячи клеток, осуществляющих надзор за суточными ритмами. Именно они и служат источником химических сигналов, от которых зависит нормальное функционирование различных органов в светлое и темное время суток. Синтез нейрогормонов, при помощи которых передаются эти команды, происходит вследствие активации нескольких генов, интенсивность работы которых периодически изменяется в зависимости от времени. Следует отметить, что величина супрахиазматического ядра не превышает булавочной головки.

Исследователи из университета имени Вашингтона в Сиэтле, Университета штата Массачусетс и Барселонского университета решили проверить, каким образом реагируют гипоталамические хранители ритмов на изменение продолжительности суток. Поскольку ученые хотели получить как можно больше информации об активности генных структур этих клеток, они проводили опыты не на людях, а на животных, в данном случае, на крысах. Этих мучеников науки поместили в камеру с постоянной сменой "дня" и "ночи", периодичность которых составляла двадцать два часа. Все обстояло так, как если бы подопытных животных нуль-транспортировали на планету, во всем подобную Земле, но на 9 процентов быстрее вращающуюся вокруг собственной оси.

Как повели себя периодически действующие гены в клетках супрахиазматического ядра? Одни из них вовсе не заметили нового светового режима и продолжали включаться и выключаться в прежнем темпе, зато другие адаптировали свою работу к искусственным 22-часовым суткам. По мнению доктора де ла Инглесия, это может означать, что и крысиные, и человеческие супрахиазматические ядра содержат как минимум два внутренних хронометра, показания которых не зависят друг от друга. Один из них приспосабливает свой ход к органам чувств, которые воспринимают изменения освещенности - это в первую очередь светочувствительные клетки сетчатки глаза. Другие часы реагируют на какие-то иные сигналы, природу которых еще предстоит выяснить.

В норме обе группы хранителей ритмов работают синхронно и не мешают друг другу. Если же порядок чередования дня и ночи резко изменяется, как это и происходит при перелете сразу через несколько часовых поясов, производство гормонов в клетках обоих центров временно теряет согласованность. Результатом этого гормонального дисбаланса становится повышенная утомляемость, снижение внимания, общая слабость, нарушения сна и прочие неприятности, хорошо известные авиапутешественникам. В общем, у семи (в данном случае, у двух) нянек, как известно, дитя без глаза - правда, лишь на то время, пока гипоталамические "няньки" не вернутся к прежнему рабочему ритму.

Источник:
Horacio O. de la Iglesia, Trinitat Cambras, William J. Schwartz, and Antoni Diez-Noguera
Forced Desynchronization of Dual Circadian Oscillators within the Rat Suprachiasmatic Nucleus
Current Biology, Vol 14, 796-800, 4 May 2004

Алексей Левин (Вашингтон), 05.05.2004


новость Новости по теме