应激激素有助于控制脑细胞的昼夜节律
随着白天变成夜晚,夜晚变成白天,绝大多数生物都遵循着固定的昼夜节律,控制着从睡眠需求到体温的一切。
这内部时钟它存在于从细菌到人类的一切事物中,并由一些非常独特的遗传基因控制,即时钟基因。
在大脑中,生物钟基因在所谓的视交叉上核。它就在视神经交叉并向大脑发送关于周围光线水平的信号。从这里开始,视交叉上核调节身体其他一些部位的节律,包括小脑和大脑皮层。
然而,大脑的这三个区域并不是由神经元直接相连的,这让哥本哈根大学的研究人员感到好奇。使用测试老鼠他们现在已经证明,昼夜节律是通过血液中的信号剂来控制的,比如应激激素皮质酮。
神经科学系副教授马丁·弗雷登斯堡·拉特说:“在人类身上,这种激素被称为皮质醇。尽管老鼠的睡眠节律与我们相反,但我们基本上拥有相同的激素系统。”
他解释说,近年来,越来越多的科学关注于对生物钟基因的研究,其中一个原因是之前对生物钟的研究基因发现了抑郁症和人体昼夜节律紊乱之间的关联。
医用微型泵的新方法
在使用应激激素皮质酮的研究中,研究人员摘除了一些大鼠的视交叉上核。正如所料,这消除了动物的昼夜节律。
其中,老鼠的体温和活动水平从昼夜节律振荡转变为更稳定的状态。其他节奏性的音乐也是如此激素生产。
然而,当随后给大鼠植入一种特殊的可编程微泵(通常用于特定数量的药物剂量)后,小脑的昼夜节律得到了恢复。
然而,在这种情况下,研究人员使用这个泵在白天和晚上的不同时间发出仔细计量的皮质酮剂量,类似于动物的自然分泌节奏。
“以前没有人用这种泵做过这样的事情。所以从技术上讲,我们正在探索一种全新的东西。”
因此,研究人员花了一年的大部分时间进行了大量的对照测试,以确保新方法是有效的。
神经元与激素的相互作用
如前所述,新方法取得了成效。有了人工皮质酮补充剂,研究人员再次能够读取节律性活动生物钟基因在小脑中,即使它们的视交叉上核被移除。
“从科学的角度来看,这是非常有趣的,因为这意味着我们有两个系统——神经系统和荷尔蒙系统——它们完美地交流并相互影响。这一切都是在一个相对紧凑的24小时项目中完成的。
有了测试结果和工具箱里的新方法,研究人员的下一步是用类似的方式研究其他节律性激素,包括来自甲状腺的激素。
进一步探索
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