Безсоння, перелітна хвороба, сезонні розлади сну – новий спосіб лікування може з’явитись для подолання проблем з циркадними ритмами, після того як дослідники відкрили новий нейробіологічний шлях, що відіграє ключову роль у засинанні та прокиданні.

Дана робота була опублікована у виданні Nature Communications. У ній описується як ВК (Великі Калієві) канали у супраоптичному ядрі (СОЯ) – що розміщене у гіпоталамусі головного мозку – регулюють переключення між сном та пробудженням.

ВК канали є частинною родини йонних каналів. У головному мозку вони відповідають за генерацію електричного струму, що дозволяє спілкуватись нейронам між собою.

Згідно з дослідженням , ці канали є особливо активними у СОЯ, що є ділянкою головного мозку, яка залучена до регулювання циркадних ритмів; воно каже нам, коли йти спати, як довго спати та коли прокидатись.

На жаль, циркадний ритм деяких людей, або природний годинник, не завжди правильно налаштований, що може призвести до появи розладів сну, таких як безсоння, хвороба перельотів та сезонні розлади.

Для того щоб дізнатись, чи відграють ВК канали у СОЯ якусь роль для регулювання циркадного ритму, науковці проаналізували СОЯ мишей. Патерн сну мишей є протилежним до людського: вони сплять вдень, а активними стають вночі.

Миші, що не здатні вимкнути ВК канали, показали підвищену активність

Деякі з аналізованих мишей були генетично модифіковані таким чином, що їхні ВК канали у СОЯ не могли вимикатись. Для того щоб записати активність ВК каналів мишей команда імплантувала електроди у нейрони СОЯ гризунів.

У нормальних мишей, як виявила команда, протягом дня, коли миші сплять, ВК канали неактивні, проте коли миші активні вночі, ВК канали працюють.

Неактивні ВК канали мишей викликали вищу нейронну активність СОЯ, що спонукало мишей спати, а активність цих каналів навпаки зменшувала діяльність нейронів у СОЯ, що викликало пробудження.

Команда прийшла до такого висновку після визначення меншої нейронної активності у мишей, які не могли інактивувати свої ВК канали, що викликали у них підвищенну денну активність.

Дослідники також відзначили, що незважаючи на те, що миші мають зовсім інший патерн сну, зв’язок між нейронною активністю та циклами сну-пробудження залишається схожим у людей та мишей.

Дослідження показало ключову роль ВК каналів у регулюванні циркадних ритмів

Згідно з науковцями, це дослідження вперше показало, що відсутність активності ВК каналів є ключовим фактором, що кодує циркадний ритм.

Попередні роботи припускали, що цілий ряд йонних каналів, що знаходяться на поверхні клітин СОЯ, відповідальні за нейронну активність, яка регулює циркадні ритми. Це останнє дослідження, напротивагу, показало, що активація та дезактивація ВК каналів є основним регулятором.