Zegar biologiczny mózgu prawdopodobnie wyjaśnia, dlaczego chcemy wypić szklankę wody przed pójściem spać.

Odkrycia, oparte na badaniach przeprowadzonych na myszach, dają pierwszy wgląd w to, jak zegar reguluje funkcje fizjologiczne.

Naukowcy wiedzieli, że gryzonie wykazują gwałtowny wzrost spożycia wody w ciągu ostatnich dwóch godzin przed snem. Odkryli, że ograniczenie dostępu do wody w okresie gwałtownego wzrostu skutkowało znacznym odwodnieniem pod koniec cyklu snu. Zwiększenie spożycia wody przed snem jest więc działaniem zapobiegawczym, które chroni przed odwodnieniem i służy utrzymaniu zwierzęcia w zdrowiu i odpowiednim nawodnieniu.

Następnie naukowcy szukali mechanizmu, który wprawia w ruch tę reakcję pragnienia. Dobrze wiadomo, że mózg zawiera czujnik nawodnienia z neuronami pragnienia w tym narządzie sensorycznym. Zastanawiali się więc, czy SCN, region mózgu regulujący cykle dobowe, może komunikować się z neuronami odpowiedzialnymi za pragnienie.

Zespół podejrzewał, że kluczową rolę może odgrywać wazopresyna, neuropeptyd wytwarzany przez SCN. Aby potwierdzić, użyli tak zwanych „komórek sniffer” zaprojektowanych do fluorescencji w obecności wazopresyny. Kiedy nałożyli te komórki na tkankę mózgową gryzoni, a następnie elektrycznie stymulowali SCN.

„Zaobserwowaliśmy duży wzrost wydajności komórek śledzących, co wskazuje, że wazopresyna jest uwalniana w tym obszarze w wyniku stymulacji zegara” – mówi Charles Bourque, profesor neurologii na Uniwersytecie McGill i główny autor badania opublikowanego w Natura.

Aby zbadać, czy wazopresyna stymuluje neurony pragnienia, naukowcy zastosowali optogenetykę, najnowocześniejszą technikę, która wykorzystuje światło lasera do włączania i wyłączania neuronów. Używając zmodyfikowanych genetycznie myszy, których neurony wazopresyny zawierają cząsteczkę aktywowaną światłem, naukowcy byli w stanie wykazać, że wazopresyna rzeczywiście włącza neurony pragnienia.

„Chociaż badanie to przeprowadzono na gryzoniach, wskazuje ono na wyjaśnienie, dlaczego często odczuwamy pragnienie i spożywamy płyny, takie jak woda lub mleko, przed snem” – mówi Bourque. „Co ważniejsze, ten postęp w zrozumieniu, w jaki sposób zegar wykonuje rytm dobowy, ma zastosowanie w sytuacjach takich jak jet lag i praca zmianowa.

„Wszystkie nasze narządy działają zgodnie z rytmem dobowym, co pomaga zoptymalizować ich funkcjonowanie. Praca zmianowa wytrąca ludzi z ich naturalnego rytmu, co może mieć wpływ na zdrowie. Wiedza o tym, jak działa zegar, daje nam większy potencjał, aby coś z tym zrobić”.

Badanie sfinansowały Kanadyjskie Instytuty Badań nad Zdrowiem i Fonds de Recherche du Québec – Santé.

Źródło: McGill University

Powiązane książki:

at Rynek wewnętrzny i Amazon