Zespół nagłej zmiany strefy czasowej, zwany także “jet lag”, to problem związany szczególnie z częstymi podróżami na duże odległości. Wynika z trudności w zaadaptowaniu się organizmu do nowych godzin wschodu i zachodu słońca oraz wynikającej z nich zmiany rytmu dobowego. Podobne efekty przynosi praca zmianowa, zmuszająca do przestawienia się co jakiś czas na różne pory funkcjonowania. Częste doświadczanie tego stanu wiąże się nie tylko z bezsennością i zmęczeniem, ale także z podwyższeniem ryzyka rozwoju groźnych schorzeń, takich jak zaburzenia afektywne, cukrzyca czy nowotwory.

Naukowcy z Washington University w St. Louis pracują nad skuteczną metodą niwelowania jet lagu. Oparli się oni na wiedzy, iż w kontroli rytmu dobowego bierze udział niewielka struktura w obrębie podwzgórza, nazywana jądrem nadskrzyżowaniowym. Jego komórki otrzymują informacje o warunkach oświetleniowych, same zaś stanowią swoisty wewnętrzny zegar mózgu. Ich aktywność własna odbywa się w cyklach ok. 24 godzin.

10% neuronów jądra nadskrzyżowaniowego wytwarza wazoaktywny peptyd jelitowy (VIP). Udowodniono, że ich utrata dramatycznie zmienia rytm dobowy. Z kolei podanie egzogennego VIP indukuje ekspresję genów związanych z funkcjonowaniem “wewnętrznego zegara”.

“Wysunęliśmy hipotezę, że neurony VIP są jak babcie, które mówią wszystkim, co mają robić” – mówi Erik D. Herzog, profesor biologii w Washington University, współautor badania.

Naukowcy przyjrzeli się bliżej aktywności neuronów VIP. Zaobserwowali, że można je podzielić na dwie klasy. Pierwsza z nich obejmuje komórki, które wysyłają pojedyncze sygnały przez cały czas, ze stałą częstotliwością. Druga zaś generowała impulsy w seriach po dwa lub trzy.

Następnym krokiem było sprawdzenie czy aktywacja neuronów VIP wystarczy do zmiany rytmu dobowego u zwierząt laboratoryjnych. W tym celu wykorzystano myszy, które trzymano w warunkach uniemożliwiających otrzymywanie z zewnątrz informacji o porze dnia. Dzięki temu rytm dobowy był wyłącznie wynikiem aktywności ośrodkowego układu nerwowego. Naukowcy pobudzali neurony VIP każdego dnia o tej samej porze, co naśladowało warunki związane ze zmianą strefy czasowej. Okazało się, że aktywacja komórek zapalających się regularnie była niewystarczająca do szybkiego przystosowania się zwierząt do nowego rytmu dobowego. Znacznie szybciej efekt ten przyniosła stymulacja drugiej klasy neuronów – tych, które wysyłają impulsy w seriach.

“Naprawdę zaczynamy rozumieć, jak działa wewnętrzny zegar mózgu i odkryliśmy, że kod używany przez neurony VIP jest kluczem do ustawienia naszego rytmu dobowego” – mówi Herzog.

Choć od badań z wykorzystaniem myszy do neutralizacji jet lagu u ludzi droga jest daleka, zespół z St. Louis jest dobrej myśli. Naukowcy zamierzają kontynuować prace i dowiedzieć się, w jaki sposób można stymulować uwalnianie VIP z neuronów i jak przełożyć to na poprawę jakości życia osób dużo podróżujących i pracujących w systemie zmianowym.

Bibliografia:
Mazurski C., Abel J.H., Chen S.P., Hermanstyne T.O., Jones J.R., Simon T., Doyle III F.J., Herzog E.D. Entrainment of Circadian Rhythms Depends on Firing Rates and Neuropeptide Release of VIP SCN Neurons. Neuron. 2018

Dodaj komentarz