Wraz z nadchodzącą jesienią zbliżamy się do przejścia na czas zimowy. Jednak bez względu na umowne regulacje mówiące o tym, czy, kiedy i w którą stronę należy przesunąć wskazówki zegarów, pod wpływem zmieniających się pór roku nasz mózg dokonuje własnych, wewnętrznych „zmian czasu”.
Obszarem mózgu odpowiedzialnym za ten proces są jądra nadskrzyżowaniowe (suprachiasmatic nucleus, SCN) – dwie niewielkie struktury znajdujące się w podwzgórzu, złożone łącznie z około 40 tys. neuronów. Działają one w odpowiedzi na tzw. Zeitgeber (niem. dawcy czasu) czyli zewnętrzne wskazówki pozwalające na synchronizację rytmu okołodobowego organizmu. Rolę głównego “dawcy czasu” dla organizmu ludzkiego pełni światło. Przetwarzanie informacji dotyczących ekspozycji na światło możliwe jest dzięki współdziałaniu jąder nadskrzyżowaniowych i jąder przykomorowych (paraventricular nucleus, PVN) – obszaru mózgu kluczowego dla kontroli stresu, metabolizmu, wzrostu, reprodukcji czy funkcji autonomicznych. Dzięki wyspecjalizowanym światłoczułym komórkom siatkówki oka, jądra nadskrzyżowaniowe otrzymują informacje, na podstawie których regulują fizyczne, psychiczne i behawioralne aspekty funkcjonowania – od metabolizmu i temperatury ciała, aż po wydzielanie hormonów.
Zmieniające się pory roku i długość dnia wpływają na aktywność jąder nadskrzyżowaniowych „ustawiających” nasz zegar biologiczny. Pod wpływem tych zmian pozostaje nie tylko to, kiedy jemy czy kładziemy się spać, ale także nasze zachowania i zdrowie psychiczne. Niektóre z zaburzeń psychicznych charakteryzują się mniej lub bardziej wyraźną sezonowością. Za najbardziej klasyczny przykład można uznać sezonowe zaburzenia afektywne (seasonal affective disorder, SAD) – zaburzenia depresyjne nasilające się w miesiącach jesiennych i zimowych, a ulegające całkowitej remisji, gdy dni stają się dłuższe. Poprawa często obserwowana jest również w przypadku zastosowania fototerapii – już kilkudniowe leczenie może skutkować całkowitym ustąpieniem objawów! Co więcej, metoda ta jest z powodzeniem wykorzystywana w leczeniu pozostałych zaburzeń depresyjnych, depresji poporodowej czy choroby afektywnej dwubiegunowej.
Mimo niezaprzeczalnego wpływu światła na zdrowie i funkcjonowanie człowieka, mechanizmy leżące u podstaw tych zależności wciąż nie są dla nas całkowicie zrozumiałe. Próbę wyjaśnienia procesu zmiany ekspresji neuroprzekaźników przez neurony odpowiadające na bodziec, jakim jest zmieniająca się długość dnia, podjęli naukowcy z University of California San Diego School of Medicine. Na podstawie obserwacji działania mózgów myszy dr Davide Dulcis oraz prowadzony przez niego zespół badawczy opisują proces adaptacji jąder nadskrzyżowaniowych do różnych długości dnia i towarzyszących temu różnych okresów dostępności światła dziennego. Zmiany w jądrach nadskrzyżowaniowych zachodzą zarówno w pojedynczych komórkach nerwowych, jak i w całych sieciach neuronowych. W rezultacie, zmienia się również mieszanka i ekspresja najważniejszych neuroprzekaźników. Jak się okazuje, to właśnie ona wpływała na aktywność mózgu i zachowanie.
„Najbardziej imponującym odkryciem w naszym badaniu jest odnalezienie sposobu pozwalającego na sztuczną manipulację konkretnymi neuronami jąder nadskrzyżowaniowych oraz na wywołanie ekspresji dopaminy w sieci jąder przykomorowych – komentuje dr Dulcis.
„Odkryliśmy molekularny mechanizm adaptacji sieci SCN-PVN do zmian długości dnia regulujący nie tylko funkcje podwzgórza, ale również nasze codzienne zachowanie – dodaje dr Alexandra Porcu z laboratorium dr Dulcisa.
Autorzy podkreślają, że ujawnione przez nich mechanizmy pozwalają lepiej zrozumieć zarówno sezonowe zmiany nastroju, jak i efekty uzyskiwane za pośrednictwem terapii światłem, a zlokalizowane w jądrach nadskrzyżowaniowych neurony odpowiedzialne za adaptację mózgu do zmian ekspozycji na światło mogą okazać się kluczowe dla nowych metod leczenia zaburzeń.
