Metabolizm w mózgu zmienia się wraz z rytmem dobowym

Rytm życia jest napędzane przez cykle dnia i nocy, a większość organizmów w swoich komórkach ma zaprogramowany 24-godzinny rytm. U zwierząt rytm ten sterowany jest przez maleńką strukturę mózgu, zwaną SCN czyli jądrem nadskrzyżowaniowym (suprachriasmatic nucleus).

Nowe badanie, opublikowane w przeglądzie naukowym Science, pokazuje, że ten mózgowy zegar jest napędzany przez metabolizm, czyli przez produkcję i przepływ energii chemicznej w komórkach.

Na początku, naukowcy skoncentrowali się na zjawisku „redox”, do którego dochodzi w SCN w mózgach gryzoni.

Redox odzwierciedla zmiany energii w komórkowym metabolizmie, poprzez transfer elektronów. Kiedy molekuła dostaje jeden albo więcej elektronów, naukowo nazywa się to redukcją; kiedy traci elektrony – jest to oksydaza.

Te reakcje oscylują według 24-godzinnego cyklu w mózgowym zegarze, jak stwierdzili naukowcy. A to oznacza, że otwierają i zamykają kanały komunikacyjne w komórkach mózgu.

Profesor Martha Gillette, prowadząca te badania, mówi: język mózgu jest elektryczny. Determinuje on jaki rodzaj sygnałów dana część mózgu wysyła do komórek w swojej własnej tkance, jak również do pobliskich regionów mózgych.

Podstawowym odkryciem jest to, że wewnętrzna oscylacja w metabolizmie mózgowego zegara zachodzi bez zewnętrznej interwencji. A zmiany w metabolizmie określają stan pobudzenia mózgu.

Nowe odkrycia burzą dotychczasowe postrzeganie mózgu. Do tej pory uważaliśmy, mówi prof. Gilette, że metabolizm obsługuje funkcje mózgu. Nasze badanie pokazuje, że metabolizm jest częścią funkcji mózgu.