Японські вчені знайшли групу нейронів в області гіпоталамуса, яка грає ключову роль в регуляції температури тіла ссавців. Відкриття може бути корисним для розробки технологій штучного регулювання температури тіла для лікування теплового удару, переохолодження та навіть ожиріння.
Температура тіла у людей та інших ссавців підтримується на певному рівні, оптимальному для функціонування організму. При її відхиленні нормальна робота організму порушується, що може привести до перегріву або переохолодження. Однак ці стани, навіть дуже важкі, можна було б легко вилікувати, якби вчені знайшли ключ до штучного управління температурою тіла.
Центр регуляції температури в мозку знаходиться в преоптичній області гіпоталамуса, яка контролює і інші життєво важливі функції організму. Наприклад, коли преоптична область отримує сигнали простагландину Е, який виробляється у відповідь на інфекції, преоптична область «віддає команду» на підвищення температури тіла.
Однак досі невідомо, які саме нейрони в преоптичній області виконують цю функцію. Тому вчені з Нагойського університету (Японія) провели дослідження на щурах. Відповідь на питання таїлася в нейронах EP3 в преоптичній області – як виявилося, вони відіграють ключову роль у регулюванні температури тіла, відправляючи гальмівні сигнали нейронам іншої частини гіпоталамуса для контролю симпатичних реакцій. Результати дослідження опубліковані в журналі Science Advances.
В першу чергу вчені досліджували активність нейронів EP3 при різних температурах навколишнього середовища. Комфортна температура для щурів становить близько 28 градусів Цельсія. Протягом двох годин щурів піддавали впливу низької (чотири градуси Цельсія), кімнатної (24 градуси) і високої (36 градусів) температур. Як показали результати, тільки висока температура активувала нейрони EP3.
- Вчені знайшли мікробів, здатних розкладати пластик
- Пандемія зміцнила зв’язок між романтичними партнерами
- “Вчені: Бірозчинне пакування з панцира краба може замінити пластик
Після цього автори простежили, куди ведуть нервові волокна нейронів EP3, щоб зрозуміти, куди ті передають свої сигнали. Виявилося, їх відростки з’єднувалися з різними областями мозку, в тому числі з дорсомедіальним гіпоталамусом (DMH), який активує симпатичну нервову систему, регулюючу реакцію на стрес. Також дослідникам вдалося з’ясувати, що для передачі сигналу нейрони EP3 використовують гамма-аміномасляну кислоту (ГАМК) — основний гальмівний нейромедіатор.
Для подальшого вивчення ролі нейронів EP3 вчені штучно змінювали їх активність за допомогою методів хемогенетики. Активація нейронів призводить до зниження температури тіла, а придушення їх активності — до підвищення. На думку авторів статті, нейрони EP3 можуть точно регулювати силу сигналу для налаштування температури тіла. Так, в жарких умовах сигнали посилюються, щоб придушити симпатичну активність. Це призводить до посилення припливу крові до шкіри, щоб полегшити випромінювання тепла. У холодному середовищі сигнали слабшають, щоб активувати симпатичні шляхи, що сприяють виробленню тепла для запобігання переохолодження.
Результати дослідження можуть прокласти шлях до розробки технології штучного регулювання температури тіла, яка може застосовуватися для лікування теплових ударів і переохолоджень. Крім того, технологія може бути корисною при лікуванні ожиріння, оскільки підтримка температури тіла трохи вище нормальної сприятиме спалюванню жиру.