На пути прогресса человек создает множество проблем своему организму. Сверхзвуковые самолеты позволяют быстро преодолевать огромные расстояния, но человек, переброшенный в другой часовой пояс, с трудом привыкает к новому времени. Несовпадение между внутренними часами организма и внешним солнечным временем называют «джетлагом». Лекарство от симптомов джетлага надеются получить специалисты Университета Киото при участии коллег из других университетов Японии, о чем пишут в статье, опубликованной в журнале Science.
Ученые пришли к выводу, что скорость восстановления биоритмов, нарушенных при скачке через несколько часовых поясов, зависит от гормона вазопрессина, который вырабатывается в гипоталамусе, а затем поступает в гипофиз.
Вазопрессин до сих пор был известен совсем с другой стороны. Еще одно название – антидиуретический гормон, он увеличивает реабсорбцию (обратное всасывание) воды в почках, повышая концентрацию мочи и уменьшая ее объем.
Симптомами джетлага могут быть бессонница, усталость, расстройство пищеварения и т.д. От него страдают туристы и деловые люди, стюардессы и пилоты, а также люди, вынужденные работать в ночную смену. Это серьезная проблема, но решить ее до сих пор не удавалось, поскольку неизвестными оставались молекулярные механизмы джетлага.
В поисках решения японские исследователи обратили внимание на супрахиазматическое ядро (СХЯ) – участок гипоталамуса, ответственный за поддержание суточного 24-часового ритма, ход внутренних часов организма.
Для управления суточным ритмом СХЯ должно выделять какие-то сигнальные молекулы, а симптомы джетлага – это результат рассогласования внутренних сигналов СХЯ и внешних стимулов, таких как свет/темнота.
Следовательно, если найти сигнальные молекулы СХЯ и научиться корректировать их влияние, симптомы джетлага можно будет смягчить и человек скорее адаптируется к новым условиям (пока же на это уходит несколько дней).
Ответы на эти вопросы ученые искали у мышей. Они установили, что в мышином СХЯ чрезвычайно активны гены рецепторов к вазопрессину V1a и V1b. Исследователи получили мышей, мутантных по этим генам и лишенных рецепторов к вазопрессину. Мутантных и контрольных животных приучили к чередованию 12 часов света и 12 часов темноты, а затем сдвинули этот режим на восемь часов.
В привычных условиях все животные, как положено мышам, были активны по ночам, то есть в темный период суток. Когда режим освещенности сместился, контрольные мыши приспосабливались к новым условиям 8–10 суток: они просыпались, когда было еще светло, но по их внутренним часам наступала ночь.
Мутантные животные перестроились на новый режим всего за два--четыре дня, причем мыши, лишенные обоих типов рецепторов, привыкают быстрее животных, у которых отсутствует лишь один — либо V1a, либо V1b. Рецепторы, точнее их отсутствие, влияют также на скорость изменения активности разных «часовых» генов и суточных колебаний температуры тела.
Таким образом, вазопрессин, если он не заблокирован отсутствием рецепторов, создает рассогласование между СХЯ и внешними стимулами, что и приводит к джетлагу.
Ученые показали, что вазопрессин обеспечивает между нейронами СХЯ связи, благодаря которым внутренние часы организма в другом часовом поясе продолжают идти в прежнем ритме. В отсутствие рецепторов V1a и V1b межнейронные связи становятся гораздо чувствительнее к внешним воздействиям и организм быстрее приспосабливается к изменению светового режима. И действительно, обычные мыши, которым вводили вещества, блокирующие V1a и V1b, очень быстро адаптировались к изменению светового режима.
Постоянные перелеты на большие расстояния и ночная работа приводят к развитию сердечно-сосудистых заболеваний и нарушениям метаболизма. Возможно, лекарства, воздействующие на вазопрессиновые рецепторы, помогут людям, вынужденным вести нерегулярный образ жизни.