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.

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.

Источник