Тик-так: Палочки помогают устанавливать внутренние часы

Мы двигаемся в нашей повседневной жизни в значительной степени из-за часов, сигнал будильника котрый выводит нас из сна, часы что возвещают нас про каждый новый час в рабочем дне и часы которые напоминают нам когда приходит время для приема пищи и тому подобное.

В дополнение к этим повсеместным хронометрам, у нас есть внутренние "часы", которые являются частью нашей биологической машины, которые помогают установить наши циркадные ритмы, регулирующие все начиная с нашего сна и бодрствования до наших аппетитов и гормональных уровней. Свет поступающий в наш мозг через глаза устанавливает эти часы, хотя никто не знает точно, как это происходит.

Но биолог Джон Хопкинс - в сотрудничестве с учеными из Университета Южной Калифорнии и Корнельского университета - раскрыл часть этой тайны в последнее время. Их исследование показало, что палочки - один из трех видов совершенных светочувствительных клеток в сетчатке глаза - единственные кто отвечает за "установление" этих часов в условиях низкой освещенности. Более того, исследование показало, что палочки - которые получили свое название из-за цилиндрической формы - также способствуют (наряду с колбочками и другими клетками сетчатки) установлению внутренних часов при ярком освещении. Исследования появились в последнем номере Nature Neuroscience.

Эти выводы удивительны по нескольким причинам, в соответствии с руководством исследования Самера Хаттара Департамента биологии Кригера школы искусств и наук.

«Первая, как ранее считалось, что циркадные ритмы могут быть установлены только при сравнительно яркой интенсивности света, а не в ином случае», пояснил он. «И вторая, мы знали, что происходит в 'отбеливающих' палочках, что они становятся неэффективными при контакте с очень ярким светом, поэтому считалось, что палочки не могут участвовать в определении наших часов на все более интенсивном освещение. Но они могут».

В ходе исследования команда Хаттара использовала группу мышей, которые имели светочувствительными только палочки, что означает что их колбочки и внутренние светочувствительные клетки сетчатки ганглия - оба вида светочувствительных клеток сетчатки у животных, - были не функциональны. Затем исследователи подвергли грызунов воздействию светом разной интенсивности, измеряя уровни активности животных тем как часто они бегали на беговых колесиках.

Результаты исследования важны, поскольку они показывают, что длительное воздействие слабой или низкой освещенности в ночное время (например, в жилых домах и офисных зданиях) могут влиять на биологические часы млекопитающих и сбросить их циклы сна и бодрствования. Хаттар предпожил, что есть способ каким люди могут смягчить этот эффект, чтобы убедиться, нужно получать воздействие ярким светом днем, каждый день. (Воздействия яркого дневного света будет четко устанавливать часы на правильный цикл спать-ночью-и-бодрствовать-днем).

Кроме того, мы исследовали возможные последствия для пожилых людей, воспитывающихся в домах престарелых и больницах, сказал он.

«Пожилые люди часто теряют клетки палочки с возрастом, а это значит, что для ухода за ними рекомендуется регулярно и преднамеренно подвергать их яркому дневному свету для того, чтобы убедиться, что их природные, биологические ритмы синхронизированы, поэтому их циклы сна-бодрствования необходимо настроить точно», сказал Хаттар. «В противном случае, могут быть нарушения сна, такие как прерывистое бодрствования или трудность засыпания, не говоря уже о влиянии на их аппетит и другие телесные функции».