Οι ερευνητές έχουν εντοπίσει μερικά από τα κύτταρα του εγκεφάλου που ελέγχουν το εσωτερικό ρολόι του σώματος μας. Τα ευρήματα δίνουν νέες ιδέες για το πώς το ανθρώπινο σώμα ανταποκρίνεται στο jet lag, καθώς και γιατί είναι τόσο δύσκολο να απενεργοποιήσετε την αγαπημένη σας εκπομπή και να πάτε για ύπνο.
Μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια (UVA) στο Charlottesville ξεκίνησε να εξετάσει τις νευρολογικές βάσεις του αποκαλούμενου βιολογικού ρολογιού.
Η φράση “βιολογικό ρολόι” αναφέρεται στο “κέντρο” που ελέγχει τις διαφορετικές ομάδες αλληλεπιδρώντων μορίων που βρίσκονται σε όλο το ανθρώπινο σώμα.
Αυτές οι διαφορετικές ομάδες ελέγχονται από ένα “κύριο ρολόι” που αποτελείται από νευρώνες που βρίσκονται σε μια περιοχή του εγκεφάλου που ονομάζεται υπερχιασματικός πυρήνας (SCN). Ο SCN βρίσκεται στον υποθάλαμο του εγκεφάλου και αποτελείται από περισσότερους από 20.000 νευρώνες.
Η νέα έρευνα εντοπίζει επιπρόσθετους νευρώνες που παίζουν βασικό ρόλο στη ρύθμιση των σωματικών ρυθμών μας. Συγκεκριμένα, η νέα μελέτη – που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Current Biology – διαπιστώνει ότι οι νευρώνες που παράγουν ντοπαμίνη έχουν άμεση σύνδεση με τον SCN του εγκεφάλου.
Η ντοπαμίνη είναι ένας νευροδιαβιβαστής που ελέγχει τη σηματοδότηση απόλαυσης, τη μάθηση και την κίνηση. Βοηθά επίσης τον εγκέφαλο να επεξεργάζεται τις ανταμοιβές, καθώς και να εντοπίζει πότε είναι διαθέσιμο το φαγητό ή ένας σεξουαλικός σύντροφος.
Αν και έχει βαθιές βιολογικές ρίζες, η δραστηριότητα του ρολογιού σώματος ρυθμίζεται επίσης από εξωτερικά ερεθίσματα, όπως το φως και το σκοτάδι.
Τα νέα ευρήματα μπορούν να βοηθήσουν τους ερευνητές να κατανοήσουν καλύτερα πώς φαινόμενα όπως το jet lag ή η εργασία με βάρδιες επηρεάζουν το σώμα και να βρουν καλύτερες θεραπείες για αυτά τα αποτελέσματα.
Η έρευνα διεξήχθη υπό την εποπτεία του Ali Deniz Güler, καθηγητή βιολογίας και νευροεπιστήμης του UVA, του οποίου το εργαστήριο φιλοξένησε τη μελέτη, και ο πρώτος συγγραφέας του εγγράφου είναι ο Ryan Grippo, Ph.D. Υποψήφιος και φοιτητής του καθηγητή Güler.
Ο Grippo και η ομάδα εξέτασαν δύο ομάδες ποντικών. Μία ομάδα τροποποιήθηκε γενετικά ώστε να έχει διαταραγμένο κύκλo ντοπαμίνης και η άλλη ομάδα διατηρήθηκε ως κανονική ομάδα ελέγχου.
Πιο συγκεκριμένα, στην πρώτη ομάδα ποντικών, δεν υπήρχε επικοινωνία μεταξύ των νευρώνων της ντοπαμίνης στην αποκαλούμενη κοιλιακή τμηματική περιοχή του εγκεφάλου (VTA) και την SCN.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές άλλαξαν τα
χρονοδιαγράμματα φωτισμού των δύο ομάδων ποντικών κατά 6 ώρες, αναδημιουργώντας τις συνθήκες του αεριωθούμενου αερίου.
Η γενετικά τροποποιημένη ομάδα των ποντικών ήταν πολύ πιο αργή για να προσαρμοστεί στην μετατόπιση του προγράμματος σε σύγκριση με τα αντίστοιχά τους ελέγχου. Αυτό έδειξε στους ερευνητές ότι η σηματοδότηση ντοπαμίνης μεταξύ του VTA και του SCN είναι απαραίτητη για τη ρύθμιση του κιρκαδικού ρυθμού.
Λόγω του ρόλου της ντοπαμίνης στην επεξεργασία ανταμοιβών, αυτά τα ευρήματα προσφέρουν μοναδικές ιδέες για το πώς λειτουργεί το ρολόι του σώματός μας.
Αναφερόμενος στα πλεονεκτήματα και τους περιορισμούς της μελέτης, ο καθηγητής Güler δήλωσε στους ιατρικούς ειδικούς σήμερα: “Χρησιμοποιήσαμε τόσο τεχνολογίες γενετικής όσο και ενεργοποιητές που μας επέτρεψαν να ελέγξουμε την έκφραση του υποδοχέα ντοπαμίνης που εκφράζεται στον [SCN] καθώς και τη δραστηριότητα των νευρώνων που εκφράζουν ειδικά τον υποδοχέα. Μας για να αποκαλύψουμε τη μακρά επιθυμητή σύνδεση που έχει χαθεί προηγουμένως.”
Η νέα μελέτη μπορεί να σας βοηθήσει να εξηγήσετε γιατί είναι ιδιαίτερα δύσκολο να κοιμηθείτε νωρίς όταν παρακολουθούμε την αγαπημένη μας τηλεοπτική εκπομπή. Όπως εξηγεί ο καθηγητής Güler: Αυτό δείχνει ότι όταν συμμετέχουμε σε ανταμοιβόμενες δραστηριότητες όπως το φαγητό, επηρεάζουμε ακούσια τους βιολογικούς μας ρυθμούς. Μπορεί να βρήκαμε τον σύνδεσμο που λείπει για το πόσο ευχάριστα πράγματα και το κιρκαδικό σύστημα επηρεάζουν το ένα το άλλο».
Ο καθηγητής Güler σχολιάζει περαιτέρω τη σημασία των ευρημάτων, λέγοντας:
“Οι επιστήμονες εργάζονται εδώ και δεκαετίες για να βοηθήσουν το κιρκαδικό σύστημα του οργανισμού να ξανασυγχρονιστεί εύκολα με μεταβλητή εργασία και προγράμματα διατροφής και πτήσεις σε πολλαπλές ζώνες ώρας”.
“Αν και θεωρήθηκε ότι το κιρκαδικό σύστημα και το ντοπαμινεργικό σύστημα, η φύση αυτής της αλληλεπίδρασης ήταν αρκετά αόριστη μέχρι την ανακάλυψή μας”, δήλωσε ο καθηγητής Güler στο MNT.
“Η εύρεση αυτής της σύνδεσης μεταξύ νευρώνων που παράγουν ντοπαμίνη και του κιρκαδιανού κέντρου μας επιτρέπει να στοχεύουμε αυτούς τους νευρώνες με θεραπείες που θα μπορούσαν ενδεχομένως να παρέχουν ανακούφιση των συμπτωμάτων για τους ταξιδιώτες και τους εργαζόμενους σε βάρδιες ιδιαίτερα, και πιθανώς τους ανθρώπους με αϋπνία», λέει.
Ο καθηγητής Güler δεν είναι μόνο αισιόδοξος ότι τα ευρήματα θα οδηγήσουν σε νέα φάρμακα για αυτές τις παθολογίες, αλλά πιστεύει επίσης ότι τα ευρήματα παρέχουν πληροφορίες για ένα ολόκληρο φάσμα συνθηκών.
«Πιστεύουμε ότι έχουμε μια πρωτόγνωρη εικόνα για το πώς οι συμπεριφορές του κιρκαδικού συστήματος, όπως ο ύπνος, επηρεάζονται από τις ντοπαμινεργικές παθολογίες συμπεριλαμβανομένης της νόσου του Πάρκινσον, της ADHD κλπ. Μας ενδιαφέρει επίσης να κατανοήσουμε πώς το κιρκαδικό σύστημα αντανακλά αυτές τις παθολογίες». μας είπε.
