Zprávy

Vliv na vnitřní hodiny: Intenzivní světlo vás ospalo


Intenzita spánku se zvyšuje se zvyšující se intenzitou slunečního světla

Pro mnoho lidí je nedostatek světla v zimních měsících unavený a nedostatek energie. Některé druhy hmyzu se však stanou ospalými, když je sluneční světlo obzvláště intenzivní. Vědci to nyní zjistili.

Účinky různých intenzit světla na denní rytmus

Odborníci na zdraví obvykle doporučují věnovat pozornost dostatečnému světlu, jinak vás únava rychle dohání. Naproti tomu u některých druhů hmyzu se intenzita spánku zvyšuje se zvyšující se intenzitou slunečního záření, prodlužuje se polední přestávka a obnovování aktivity se posouvá do večera. K tomuto závěru dospěli vědci z Německa a USA, kteří zkoumali účinky různých intenzit světla na denní rytmus ovocné mušky Drosophila.

Interní hodiny jsou synchronizovány

„Byli jsme schopni ukázat, že světlo nízké, střední a vysoké intenzity synchronizuje vnitřní hodiny v mozku mouchy s 24hodinovým dnem různými konkrétními způsoby,“ vysvětlil Prof. Dr. Charlotte Helfrich-Förster z Julius Maximiliians University of Würzburg (JMU) v komunikaci.

Spolu se svým bývalým doktorandem Dr. Studii vedl Matthias Schlichting, který nyní zkoumá v laboratoři Nobelovy ceny za fyziologii fyziologie v roce 2017, Michael Rosbash na Brandeis University ve Walthamu v Massachusetts (USA).

Výsledky týmu byly zveřejněny v aktuálním čísle časopisu The Journal of Neuroscience.

Opožděný začátek obvyklých večerních aktivit

Experimenty ukazují, že světlo vysoké intenzity jasně ovlivňuje vzorec chování ovocných mušek. Obzvláště pozoruhodné bylo výrazně delší „siesta“ ovocné mušky v průměru asi hodinu, ale nejméně o 30 minut.

Toto bylo doprovázeno zpožděným začátkem obvyklých večerních aktivit, které mouchy obecně trvalo až o jednu nebo dvě hodiny později.

Vědci také byli schopni identifikovat ty, kdo jsou zodpovědní za tyto změny chování na molekulární úrovni: speciální fotoreceptory mimo sítnici, známé pod názvem Hofbauer-Buchner-Äuglein nebo HB očka.

Tyto mikroskopické „další oči“ - každé z nich sestává pouze ze čtyř senzorických buněk - byly známy pouze 30 let. Objevili je v roce 1989 biologové ve Würzburgu Alois Hofbauer a Erich Buchner.

Siesta mušek je umocněna vysokou intenzitou světla

„Poprvé jsme dokázali ukázat, že Hofbauer-Buchnerovy oči reagují na vysoké intenzity světla a posilují siestu mouch,“ řekl Helfrich-Förster.

Signalizační cesta, kterou sledují, je vícestupňová: očka HB působí na podskupinu neuronů hodin prostřednictvím specifických acetylcholinových receptorů, což zvyšuje jejich hladiny vápníku.

V důsledku toho uvolňují neurony v zadní části mozku mouchy speciální neuropeptid - „faktor dispergující pigment“ (PDF).

Tam PDF ovlivňuje aktivitu ostatních neuronů hodin, které regulují expresi siesty a řídí začátek večerní aktivity.

Podle vědců má tato reakce na silný dopad světla v ovocné mušce smysl.

„Je to základní mechanismus, jak se vyhnout silnému, možná škodlivému světlu v době oběda,“ řekl neurobiolog.

Koneckonců, vysoké intenzity světla jdou ruku v ruce s horkými letními dny, což může být pro hmyz zvlášť nebezpečné - na jedné straně, protože by mohly rychle vyschnout, na druhé straně proto, že je jejich dravci snadněji objevují za jasného denního světla.

Srovnatelné struktury u lidí

Aby se vyloučilo, že prodloužené zdřímnutí nespouští intenzivní světlo, ale možná související vývoj tepla, provedli vědci také své pokusy, aby zkontrolovali speciální geneticky modifikované mušky.

Jejich vnitřní hodiny již nereagují na změny teploty, ale mouchy stále ukazují změněné chování. To naznačuje, že světelný vstup je zodpovědný za prodloužené zdřímnutí a pozdní večerní aktivitu.

Podle autorů výsledky jejich studie ukazují „překvapivé paralely s mechanismy savců“.

Savci - a lidé, mimochodem - mají také specializované fotoreceptory, které vnímají silné světlo a přenášejí své signály přímo do vnitřních hodin ve zvláštní oblasti diencephalonu (hypothalamus).

Není známo, zda jejich aktivace také vede k prodloužení siesty u lidí. Vědci to však považují za zcela možné. (inzerát)

Informace autora a zdroje


Video: Why is our universe fine-tuned for life? Brian Greene (Leden 2022).