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用眼药水就能够对抗“时差反应”?

2017/04/20 来源:生物探索
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导读
哺乳动物的生物钟起搏器位于SCN,SCN根据自然界光-暗周期变化来调控我们的生物钟。这一过程如何实现?近日,发表在The Journal of Physiology上的研究发现,眼睛中的视网膜神经节细胞可以产生加压素,并将信号传递给SCN内的神经元。


如果你要出国长途旅行,时差反应带来的不便显然是一个需要考虑在内的问题。目前医学界对时差依然束手无策。不过,一项新研究发现,或许能够通过作用于眼睛中的某些细胞来重置生物钟。这项于4月17日发表在The Journal of Physiology上的研究可能在不久的将来能够应用于眼药水的开发,帮助人们适应时差。

自然界所有生物的生命活动都存在节律现象,生物钟调控着我们的体温变化,大脑活动,激素水平等一系列生理过程。生物钟紊乱可能导致一系列健康问题,如胃肠道疾病、心血管疾病、抑郁症、癌症风险增加等等。

在哺乳动物的大脑中有一个生物节律的起搏器,它位于下丘脑视交叉上核(SCN)。SCN接受眼睛的特殊光感受器收到的昼夜光强度变化信号,再通过多种神经投射通路或激素(如加压素)调节控制外周组织的节律。


光就像一个引子,在动物生物节律的产生及维持中扮演着重要角色。例如,清晨的阳光能够帮助同步化一个人的生物钟,但夜晚的光线却会让生物钟紊乱。当人们坐飞机穿越多个时区时,他们可能在本该处于黑暗的时候仍然暴露于光线下,这就导致了时差感。

眼睛中负责传递光强度信息的细胞称为视网膜神经节细胞(RGCs)。它与视杆细胞和视锥细胞不同,后者的任务是告诉大脑你实际看到了什么,而RGCs主要负责检测外部环境的光强度。但是,目前对于RGCs如何与大脑中的生物钟沟通尚不明确。

在这项新研究中,研究人员发现,在大鼠中,眼睛的RGCs能够产生一种信号分子——加压素,这种信号分子从眼睛运输到大脑以帮助调节生物钟。

在一项实验中,研究人员发现明亮的光脉冲激发了大鼠眼中的RGCs,导致它们释放加压素。在另一个实验中,他们发现,在一个光脉冲之后,大脑SCN神经元也被激活。但是当研究人员将阻断加压素的化合物注射到脑细胞中时,脑细胞对同样的光脉冲反应减少。

研究结果表明,来自眼睛细胞的加压素在调节生物钟方面发挥了作用。不过,这项研究是在实验室大鼠中进行的,还需要进行更多的研究来证实这些发现也适用于人类。

苏格兰爱丁堡大学神经生理学教授,本研究的资深作者Michael Ludwig说,该研究或能促进调节生物钟的药物的发展。如果研究人员能够找到改变眼睛加压素水平的方法,那么眼药水或许能够帮助人们从时差中恢复。

参考资料:

Vasopressin casts light on the suprachiasmatic nucleus

Could Eye Drops Help You Recover from Jet Lag Someday?

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