Голландские и мексиканские биологи установили, что
изменение режима дня приводит к изменения в работе не только мозга, но и
генов, активных в печени и других внутренних органах.
Ученые провели свое исследование на крысах, которым
посреди ночи на некоторое время включали свет. В природных условиях эти
животные спят днем, а ночью выходят из нор, но чередование темного и
светлого времени суток для них так же важно, как и для человека.
Исследователям удалось показать, что если в темное время суток животным
на час включить свет, то это повлияет не только на их поведение, но и на
работу генов.
Биологи проверили то, как свет посреди ночи изменит
работу генов в печени, мышцах и сердце. Практически все гены могут
«включаться» и «выключаться», запуская или останавливая синтез
кодируемых ими белков, но далеко не всегда известно в ответ на что
происходит «переключение» гена.
Ученым удалось установить, что включенный свет может
привести к увеличению активности некоторых генов, которые связаны с
переработкой углеводов в печени. И, что особо отмечают исследователи в
статье, опубликованной в журнале PLoS ONE, им удалось понять и то, как
именно связана работа печени с освещением в комнате.
Отличить день от ночи
Шишковидная железа была открыта задолго до появления
науки анатомии. Из-за своего расположения в центре мозга и отсутствия
видимого разделения на два полушария ее считали особым органом,
связанным с мистическими функциями: ряд псевдонаучных учений до сих пор
считают эпифиз необходимым для ясновиденья «третьим глазом». |
У ученых был как минимум один кандидат на роль
универсального регулятора различных процессов при изменении
освещенности: эпифиз или шишковидная железа. Это образование в центре
мозга связано с сетчаткой глаз через длинную цепочку нервных клеток и
способно синтезировать два гормона: мелатонин и серотонин.
Эти гормоны влияют на многие процессы: от роста и
полового созревания до регуляции сна и развития опухолей. Но ученые не
спешили делать вывод о том, что изменения в работе печени и включение
света обусловлены эпифизом и его гормонами. Причиной такой осторожности
стало то, что мелатонин и серотонин могут проявлять себя по-разному.
Дело не в гормонах, а в нервах
Для проверки гипотезы о том, что за изменение работы
генов при включении света отвечают именно гормоны эпифиза, ученые
перерезали крысам нервы, ведущие к печени. У животных, подвергшихся
такой операции, в ответ на включение света гены в клетках печени
перестали менять свою активность. Биологи показали, что влияние нервной
системы на работу внутренних органов не только может быть достаточно
велико, но и обусловлено наличием нервной связи. Гормоны в данном случае
вторичны.
Разумеется, не исключена сложная цепочка: серотонин
может влиять на работу нервных клеток, а уже те передают сигнал печени.
Исследователи, изучающие суточные циклы у животных и человека, в
настоящее время пытаются определить максимальное число возможных
способов регуляции работы внутренних органов при смене времени суток. В
перспективе это может помочь не только в лечении бессонницы или
планировании ночных смен.
В обсуждении своих результатов ученые ссылаются на
работы, показавшие цикличность в работе ряда генов. Такие гены могут
быть связаны со многими другими: например с генами, отвечающими за
переработку углеводов или синтез белка мышц. Если эти связи окажутся
нарушены, следствием постоянной активности (или бездействия) гена
окажется уже не бессонница, а нарушение обмена веществ или дистрофия.
|