ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Kako mozak zna da je ljeto?

Praćenje godišnjih doba je za životinje važno kao i za ljude, a nedavno objavljene studije upućuju na to da u tu svrhu svi koristimo isti dio mozga koji upravlja našim dnevnim ritmom.

Ovaj dio mozga, koji se zove suprahijazmatična jezgra (SCN), klinički izražava određene gene za praćenje našeg unutarnjeg „sata“ svih 24 sati dnevno, ali ne prate svi neuroni isti ritam. Dva područja u SCN-u malo odudaraju i kako se trajanje dana produžava, tako se produžava i razmak udaljenosti među njima.

Kako bi razumjeli kako se ovo događa, istraživači su najprije izmjerili razinu izražaja gena Bmal1 u eksplantiranim leđnim i trbušnim SCN-ovima miševa koji su živjeli u ciklusu gdje je dan dug ili gdje je dan kratak.Kao što je i očekivano, kliničke razine gena Bmal1 u leđnim i trbušnim područjima miševa iz grupe gdje je dan bio dug odudarali su jedni od drugih, dok su razine u miševa iz grupe gdje je dan bio kratak bili usklađeni. Primjer analize predvidio je da spajanje ta dva područja nije dvosmjerna ulica, i da ta neusklađenost uzrokuje da leđno područje bude neusklađeno kada se poveća razina dnevne svjetlosti.

Tim istraživača je otkrio da neurotransmiter GABA igra važnu ulogu u ovom postupku. U većini slučajeva, GABA koči aktivnost neurona. Ipak, isti SCN neuroni su zapravo potaknuti GABA-om. Vodeći autor, Jihwan Myung, objašnjava, „GABA ih počinje poticati kada je razina klorida u neuronima visoka. Mislimo da bi promjene u funkciji GABA-e u SCN-u mogle predstavljati silu odbijanja koja dvije nakupine neurona čini neusklađenima.“

Kad su istraživači blokirali aktivnost GABA-e, velika razlika primijećena kod grupe čiji je dan bio dug je nestala i ciklusi razina Bmal1 su počeli sličiti onima kod miševa čiji je dan bio kratak, na što nisu djelovali. Zbog ovoga je tim pomislio da GABA ima poseban učinak na leđni SCN.

Kako bi provjerili ovu pretpostavku, izmjerili su razine izraženosti dva druga gena – Nkcc1 i Kcc2 – koja su odgovorna za dovođenje i odvođenje klorida. Oni su otkrili da je kod dugog dana izražaj udjela dva gena u leđnom SCN-u toliko izmijenjen da je primljeno znatno više klorida. Zbog toga je učinak GABA-e izazvao aktivnosti u leđnom području. Blokiranje dotoka klorida je ukinulo razliku viđenu kod grupe miševa čiji je dan bio dug, kao što je model i predvidio, a čak su i SCN-ovi naviknuti na 12 sati svjetlosti dnevno počeli sličiti onima iz grupe kraćeg dana.

„Kao i kod drugih životinja, naša tijela prate godišnja doba“, rekao je Myung, „i iznenadne promjene trajanja dnevne svjetlosti mogu uzrokovati teške promjene raspoloženja kod nekih pojedinaca. Razumijevanje kako se prilagoditi našem unutrašnjem godišnjem satu bi moglo dovesti do učinkovitih načina pomaganja ljudima čiji je unutrašnji sat poremećen.“

Izvor: ScienceDaily

Podijeli.