Нейрофизиологи нашли «клеточный календарь»

Нейрофизиологи из Манчестерского университета обнаружили в листовидном выросте, окружающем ножку гипофиза (pars tuberalis) особые клетки, реагирующие на изменения продолжительности светового дня. В летний и зимний период эти клетки вырабатывают совершенно разный набор белков. По мнению ученых, они играют роль своеобразного «биологического календаря», регулирующего длительные годовые циркадианные ритмы у млекопитающих (в частности у овец). Работа опубликована в журнале Current Biology.

Функции листовидного выроста, являющегося частью передней части гипофиза (аденогипофиза) – мозгового придатка, взаимодействующего с гипоталамусом и вырабатывающего гормоны, влияющие на рост организма, обмен веществ и репродуктивные способности были до недавнего времени не ясны. Однако новое исследование британских ученых показывает, что он, возможно, играет ключевую роль в регуляции годовых ритмов физиологической активности у животных и отвечает за такие явления, как, например, зимняя спячка.

Известно, что в изменении активности физиологических процессов большую роль играют гормоны, вырабатываемое аденогипофизом (например, тиреотропин), которые, в свою очередь, регулируют деятельность периферических эндокринных желез (коры надпочечников, половых желез и щитовидной железы). Поэтому нейрофизиологи взяли ряд образцов тканей аденогипофиза, полученных от кастрированных баранов, и поместили их в специальную экспериментальную установку с контролируемым циклом чередования освещенных и темных периодов.

Выяснилось, что при циклах 8 часов света и 16 часов темноты и 16 часов света и 8 часов темноты отдельные клетки в листовидном выросте как бы переключаются, экспрессируя совершенно разные наборы белков, которые могут влиять на гипоталамус и тем самым задавать долговременные колебания физиологической активности.

Ранее другая группа нейрофизиологов показала, что в основе регуляции сезонных циркадианных ритмов может лежать сразу два парадоксальных явления – противофаза в работе суточных «биологических часов» – нейронов подкорковой нервной структуры – супрахиазмального ядра и превращение тормозного медиатора гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) в возбуждающий.