Znajdź zawartość

Niektórzy palacze marihuany doświadczają czasem zagubienia w czasie. Naukowcom udało się wyjaśnić fenomen tego zjawiska. Okazało się, że kannabinoidy zaburzają wewnętrzny zegar organizmu. Za nasz cykl dobowy odpowiada wewnętrzny zegar kontrolowany przez jądro nadskrzyżowaniowe (SCN). Do regulacji wykorzystuje ono światło, czego nieprzyjemne skutki odczuwamy zmieniając strefy czasowe. Jednak SCN jest w stanie utrzymać rytm dobowy nawet bez dopływu światła. Ludzie czy zwierzęta trzymani w kompletnej ciemności jedzą i śpią o zwykłych porach. Anthony van den Pol z Yale University postanowił sprawdzić, jaką rolę odgrywają, odkryte przed laty w SCN , receptory kannabinoidowe. W tym celu wraz z zespołem umieścił 42 myszy w ciemności. Zwierzęta przebywały tam przez dwa tygodnie, co doprowadziło do synchronizacji ich rytmu dobowego. Fazy aktywności i jej braku trwały po 12 godzin. Po dwóch tygodniach część klatek oświetlono wkrótce po tym, jak zamknięte w nich myszy rozpoczęły fazę aktywną. Gryzonie te prowadzą nocny tryb życia, więc oświetlenie klatek spowodowało, że zamknięte tam zwierzęta weszły w fazę aktywną o 2 godziny później, niż myszy z klatek nieoświetlonych. Jednak okazało się, że myszy do mózgów których przed oświetleniem wstrzyknięto kannabinoidy, rozpoczęły aktywną fazę z 1-godzinnym opóźnieniem w stosunku do myszy z klatek nieoświetlanych. Uwidoczniono więc różnicę spowodowaną działaniem podanych alkaloidów. Uczeni następnie postanowili przyjrzeć się bezpośrednio komórkom SCN. Gdy na płytce Petriego komórkom podano kannabinoidy, neurony zwiększyły swoją aktywność aż o 50%. To najprawdopodobniej wpływa na rytm dobowy u myszy, jak i u człowieka. Kannabinoidy wprowadzają neurony SCN w błąd, powodując ich niewłaściwą aktywność. Zdaniem naukowców podobny wpływ mają najprawdopodobniej też inne substancje uzależniające.

Zarzucenie zwyczaju regularnego nocnego podjadania może być trudne. I to nie tylko ze względu na stopień zakorzenienia nawyku, ale również dlatego, że wywołał on genetyczne zmiany w mózgu, które sprawiają, iż o określonej porze czekamy na jedzenie. Poprzez trenowanie myszy, by jadły o porach, w których normalnie tego nie robiły, badacze z UT Southwestern Medical Center odkryli, że pokarm włącza geny zegarów biologicznych w określonych regionach mózgu. Nawet kiedy przestawano karmić gryzonie, geny dalej aktywowały się w porze oczekiwanego posiłku. To może być początek procesu wyjaśniania, jak warunki metaboliczne mogą się zsynchronizować z zegarem biologicznym — mówi dr Masashi Yanagisawa, współautor badania (szczegółowe wyniki opublikowano w datowanym na 8 sierpnia wydaniu Proceedings of the National Academy of Sciences). Czuwanie, sen, jedzenie i inne procesy fizjologiczne są regulowane przez wiele czynników zewnętrznych oraz wewnętrznych. Mają one rytm dobowy, czyli 24-godzinny. Jedną z klas genów zaangażowanych w opisywany cykl są tzw. geny Per (od angielskiego period, a więc okres). Gdy pożywienia jest pod dostatkiem, czynnikiem najsilniej oddziałującym na odżywianie jest światło, regulujące m.in. rytm snu i czuwania. Wpływa ono na część mózgu zwaną jądrem nadskrzyżowaniowym (SCN, suprachiasmatic nuclei). Ponieważ jednak zniszczenie SCN nie wpływa na zegar biologiczny, który reguluje zachowania związane z jedzeniem, dobowy "kontroler" odżywiania musi się znajdować gdzie indziej — uznaje Yanagisawa. Podczas eksperymentu naukowcy ustalili harmonogram regularnego karmienia. Potem zbadali tkankę mózgu, by sprawdzić, w jakim jego rejonie geny Per zsynchronizowały się z porami karmienia. Badacze podzielili dzień na 12-godzinną porę jasną (odpowiednik dnia) i 12-godzinną porę ciemną (odpowiednik nocy). Karmienie odbywało się w połowie pory jasnej (przez cztery godziny). Ponieważ myszy normalnie jedzą w nocy, taki schemat karmienia jest podobny do ludzkiego jedzenia o niewłaściwych porach. W przypadku naszego gatunku dysfunkcjonalne nawyki żywieniowe w znacznym stopniu przyczyniają się do otyłości. U otyłych osób szczególnie często spotyka się pojadanie w nocy, zauważają naukowcy. Karmione w opisany wyżej sposób myszy szybko się do tego przyzwyczaiły i zaczynały szukać jedzenia na 2 godziny przed porą posiłku. Odeszły także od swoich normalnych dziennych/nocnych zachowań, ignorując naturalne wskazówki, że dzień jest porą snu. Po kilku dniach badacze odkryli, że dobowy cykl aktywacji genów Per w jądrach nadskrzyżowaniowych nie uległ zmianie wskutek wprowadzonego harmonogramu odżywiania. Jednak w innych obszarach mózgu, zwłaszcza w jądrze grzbietowo-przyśrodkowym podwzgórza (ang. dorsomedial hypothalamic nucleus, DMH), po tygodniu aktywność genów Per dostosowała się do pór karmienia. Kiedy myszy nie jadły przez dwa dni, geny nadal uaktywniały się o stałej porze, a zwierzęta na kilka godzin przed oczekiwanym posiłkiem przejawiały zachowania antycypacyjne ("przewidujące"). Gdzieś w ciele zapamiętały one dokładnie tę porę dnia — podsumowuje dr Yanagisawa.