Kod ljudi i drugih životinja, signali iz centralnog cirkadijalnog sata u mozgu stvaraju sezonske i dnevne ritmove života. Oni pomažu telu da se pripremi za očekivane promene u okruženju i optimizuju kada treba da spava, jede i obavlja druge dnevne aktivnosti.
Naučnici sa Vašingtonskog univerziteta u Sent Luisu razrađuju detalje o tome kako naši unutrašnji biološki satovi drže vreme. Njihovo novo istraživanje, objavljeno 24. jula u časopisu PNAS, pomaže u odgovoru na dugogodišnja pitanja o tome kako se cirkadijalni ritmovi stvaraju i održavaju.
Kod svih sisara, signali za cirkadijalne ritmove dolaze iz malog dela mozga koji se naziva suprahijazmatično jezgro ili SCN. Nekoliko prethodnih studija iz VashU-a i drugih institucija pokušalo je da utvrdi da li neurotransmiter nazvan GABA igra ulogu u sinhronizaciji cirkadijalnih ritmova među pojedinačnim neuronima SCN-a. Međutim, uloga GABA u SCN-u je ostala nejasna.
„U prošlosti smo objavili podatke o farmakološkom blokiranju GABA sistema i otkrili samo skromno povećanje sinhronizacije među SCN ćelijama“, rekao je Daniel Granados-Fuentes, naučnik u oblasti umetnosti i nauke i prvi autor nove studije.
Čini se da hemijske intervencije koje su on i drugi naučnici uveli nisu promenile način na koji neuroni u SCN-u toliko aktiviraju, niti da utiču na cirkadijalnu regulaciju stvarnog ponašanja kod miševa.
Tako su Granados-Fuentes i članovi njegovog tima zauzeli drugačiji pristup. Istraživači su promenili ekspresiju dve vrste GABA receptora da bi otkrili da li je gustina receptora imala bilo kakav uticaj na sinhronizaciju ili ponašanje.
„Podešavanje broja receptora se smatra važnim za regulisanje fizioloških procesa kao što su učenje i pamćenje, ali ne i cirkadijalni ritmovi“, rekao je Granados-Fuentes. Ali u ovom slučaju, promena gustine γ2 ili δ GABA receptora imala je dramatičan efekat.
Smanjenje ili mutiranje ovih receptora u SCN miševa smanjilo je amplitudu njihovih cirkadijalnih ritmova na jednu trećinu. Miševi u ovoj studiji povećali su svoje dnevno trčanje točkovima i smanjili normalno noćno trčanje.
Istraživači su takođe otkrili da je smanjenje ili mutacija γ2 ili δ GABA receptora prepolovila sinhronizaciju i amplitudu cirkadijanskih SCN ćelija mereno brzinom pokretanja ili ekspresijom proteina in vitro.
Prekomerna ekspresija jednog od dva tipa GABA receptora kompenzovala je gubitak drugog, što sugeriše da ova dva receptora mogu da funkcionišu na sličan način u SCN, iako je opisano da posreduju u različitim fiziološkim procesima, rekao je Granados-Fuentes.
Razumevanje cirkadijanskih ritmova je važno jer ljudi mogu trpeti mnoge negativne posledice ako se ovi ritmovi poremete. Oni mogu iskusiti umor tokom dana, promene u hormonskim profilima, gastrointestinalne probleme, promene raspoloženja i još mnogo toga.
„Ovi nalazi otvaraju mogućnost da se razume da li su promene u gustini GABA receptora važne za regulisanje sezonskih reakcija, na primer kako životinje u prirodi reaguju na leto kada su dani dugi ili zima kada su dani kratki“, rekao je Granados-Fuentes.
