Zespół uczonych z Nagoya University dokonał ważnego odkrycia w rozumieniu zachowania neuronów, które regulują temperaturę ciała u ssaków, co może pomóc w leczeniu udaru cieplnego, hipotermii, a nawet otyłości. Mowa o neuronach EP3, które występują w polu przedwzrokowym, części podwzgórza. Szczegóły opisano w czasopiśmie Science Advances.
Neurony sterujące temperaturą
Prawidłowa temperatura ciała ludzi i wielu innych ssaków wynosi 37oC, a wszelkie odchylenia od tej normy mogą przekładać się na zaburzenia fizjologiczne. W przypadku zbyt wysokiej temperatury, istnieje potężny arsenał środków do zbicia gorączki i radzimy sobie z tym całkiem nieźle. W przypadku zbyt niskiej temperatury (np. w wyniku hipotermii), procedury są znacznie bardziej złożone i często nieskuteczne.
Ośrodek termoregulacji znajduje się w polu przedwzrokowym podwzgórza i kontroluje funkcje życiowe organizmu. Gdy podczas infekcji do regionu tego docierają sygnały od prostaglandyny E (PGE2), wysyła on komunikat o podniesieniu temperatury ciała (mamy gorączkę).
Czytaj też: Jak komunikują się neurony? Naukowcy mają teraz nad nimi kontrolę
Do tej pory nie było jasne, które neurony w polu przedwzrokowym wydają “polecenia” podniesienia lub obniżenia temperatury ciała. Naukowcy z Nagoya University pod kierownictwem prof. Kazuhiro Nakamury wreszcie je odkryli podczas badań na szczurach.
Optymalna temperatura ciała szczurów wynosi ok. 28oC. Przez dwie godziny uczeni wystawiali gryzonie na działanie zimnej (4oC), pokojowej (24oC) i gorącej (36oC) temperatury. Szybko okazało się, że tylko w przypadku tej najwyższej wartości dochodziło do aktywacji neuronów EP3.
Kolejnym etapem było sprawdzenie, gdzie przekazywane są sygnały z neuronów EP3. Obserwacje wykazały, że są one rozprowadzane do różnych regionów mózgu, szczególnie do grzbietowo-przyśrodkowego podwzgórza, które aktywuje współczulny układ nerwowy. Analizy wykazały, że neurony EP3 wykorzystują do tego celu kwas gamma-aminomasłowy (GABA), główny neuroprzekaźnik o działaniu hamującym.
Okazuje się, że działając tylko na neurony EP3 można manipulować temperaturą ciała organizmu. To niesamowite odkrycie o wielu potencjalnych implikacjach klinicznych.
Czytaj też: Przełom w neurobiologii! Ludzkie neurony połączono z mózgiem szczura
Prof. Kazuhiro Nakamura z Nagoya University mówi:
Prawdopodobnie neurony EP3 w polu przedwzrokowym mogą precyzyjnie regulować siłę sygnału, aby precyzyjnie dostroić temperaturę ciała. Np. w gorącym środowisku sygnały są silniejsze, aby zwiększyć przepływ krwi w skórze i ułatwić wypromieniowanie ciepła i zapobiec udarowi cieplnemu. Jednak w zimnym środowisku sygnały są słabsze, aby aktywować wyjścia współczulne, które promują produkcję ciepła w brązowej tkance tłuszczowej i innych narządach, aby zapobiec hipotermii. Ponadto, w czasie infekcji, PGE2 działa na neurony EP3, aby stłumić ich aktywność, co skutkuje aktywacją wyjść współczulnych w celu rozwoju gorączki.