მეცნიერებმა ისწავლეს თაგვებსა და ვირთხებში ძილის მდგომარეობის გამოწვევა

მეცნიერებმა ისწავლეს თაგვებსა და ვირთხებში ძილის მდგომარეობის გამოწვევა

 https://hightech.plus/2020/06/11/uchenie-nauchilis-vizivat-sostoyanie-anabioza-u-kris-sleduyushii---chelovek

ზოგიერთ ცხოველს, როგორიც არიან თაგვები და ფრინველები, შეუძლია სხეულის ტემპერატურის და ნივთიერებათა ცვლის შემცირება ენერგიის შესანარჩუნებლად, რისთვისაც თანდათანობით გადადიან ძილის მდგომარეობაში, რომელსაც ანაბიოზი ეწოდება  .

ამჟამად მეცნიერებმა შეძლეს ტვინის უჯრედების განსაზღვრა, რომლებიც ამ მდგომარეობას იწვევს. მათ აჩვენეს, რომ  შეუძლიათ ამ მდგომარეობის მოთხოვნის შესაბამისად გაააქტიურება. მეცნიერთა გუნდმა შეძლო ანაბიოზის გამოწვევა ვირთხებში, რომლებიც ჩვეულებრივ ასეთ მდგომარეობაში არასდროს აღმოჩნდებიან. გაჩნდა ვარაუდი, რომ „სიცოცხლისუნარიანობის შეჩერების“ ასეთი მდგომარეობა შეიძლება საბოლოო ჯამში შესაძლებელი აღმოჩნდეს ადამიანებში.

კვლევითმა ჯგუფებმა აშშ-სა და იაპონიაში, ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად, აღმოაჩინეს თაგვებში ნეირონების პოპულაცია ჰიპოთალამუსის სფეროში, რომლებიც იწვევენ სხეულის დაბალ ტემპერატურას, დაბალ  მეტაბოლიზმს  და ზოგად უმოქმედობას, რაც დამახასიათებელია  ჰიბერნაციისა (მძინარობის“ და ანაბიოზისთვის (ბიოპაუზა ).

ეს მდგომარეობა განვითარდა ცხოველებში, როგორც გადარჩენის სტრატეგია საკვების ნაკლებობის დროს. ისინი მათ „ძილის“ საშუალებას აძლევენ ცივ ღამეებში ან თუნდაც მთელი ზამთრის განმავლობაში, ზედმეტი ენერგიის დახარჯვის გარეშე, სხეულის ოპტიმალური ტემპერატურის შესანარჩუნებლად.

ჰიბერნაციას და ანაბიოზს აქვს რამდენიმე თავისებურება. ორივეს ახასიათებს მნიშვნელოვანი, მაგრამ რეგულირებადი, სხეულის ტემპერატურის, ნივთიერებათა ცვლის, მეტაბოლიზმის, გულისცემის სიხშირის, სუნთქვის სიხშირის და აქტივობის შემცირება, და ორივე ითვლება ენერგიის შენარჩუნების გზებად. თუმცა ჰიბერნაცია რამდენიმე კვირა ან თვე გრძელდება, ანაბიოზი შეიძლება მოხდეს ყოველდღიურად და რამდენიმე საათი გაგრძელდეს.

რატომ შეუძლია ზოგიერთ ძუძუმწოვარს, მაგალითად, დათვს და ზოგიერთ პრიმატს და მღრღნელს, ბიოპაუზის პერიოდში შესვლა, სხვებს კი ამის გაკეთება არ შეუძლიათ, უცნობია. მაგრამ ცხოველების სახეობათა მრავალფეროვნება, რომლებსაც ზამთარში შეუძლიათ ანაბიოზში შესვლა, მიანიშნებს, რომ ბიოლოგიური მექანიზმები, რომლებიც აკონტროლებენ ასეთ მდგომარეობებს, შეიძლება შეუნარჩუნდეს იმ სახეობებს, რომლებიც არ იზამთრებენ.

მეცნიერები დიდი ხანია ფიქრობდნენ ადამიანებში ანაბიოზის მდგომარეობის გამოწვევის იდეაზე, რათა შეემცირებინათ რესურსები და სივრცე, რომლებიც აუცილებელია კოსმოსში ხანგრძლივი მოგზაურობისთვის და ორგანოების ქსოვილის შესანარჩუნებლად, მაგალითად, მძიმე ტრავმების მქონე პაციენტებში. ამგვარი ფანტასტიკური იდეების განხილვამდე საჭიროა იმის გარკვევა, თუ როგორ მუშაობს ეს ძილის რეჟიმი. ახლა ჰარვარდისა და ცუკუბას ეროვნული ტექნოლოგიური უნივერსიტეტის მკვლევარებმა შესაძლოა ამ მიმართულებით პროგრესს მიაღწიეს.

მეცნიერებმა ლაბორატორიულ თაგვებს მიმართეს, რადგან როდესაც ამ ცხოველებს დაახლოებით 10 საათის განმავლობაში ან დაახლოებით აკლდებათ საკვები და დაბალ ტემპერატურაზე იმყოფებიან, ისინი ანაბიოზის მდგომარეობაში გადადიან. გუნდმა დაიწყო იმის შესწავლით, თუ როგორ არეგულირებენ თაგვები თავისი სხეულის ტემპერატურას ბიოპაუზის მდგომარეობაში .

მათ დაადგინეს, რომ  ამ ბიოლოგიური ცვლილების მიღმა ნეირონების ნაკრები ჰიპოთალამუსშია,  და მათ უძრაობის გამომწვევი ნეირონები უწოდეს (სიტყვიდან quiescence, Q-ნეირონები). ჰიპოთალამუსი არის ტვინის ის სფერო, რომელიც აკონტროლებს სხვა რამესთან ერთად, კვებას, სხეულის ტემპერატურას და ძილს.

შემდეგ მკვლევარებმა შეამოწმეს, შესაძლებელია თუ არა ამ ნეირონების მართვა. მათ დაადგინეს, რომ შეიძლება მათი გააქტიურება მოთხოვნის შესაბამისად სინათლის სიგნალების (ოპტოგენეტიკა) ან ქიმიური მოლეკულების (ჰემოგენეტიკა) დახმარებით, და ამავე დროს შეუძლიათ ანაბიოზის მდგომარეობის გამოწვევა თაგვებში, რომელიც 48 საათზე მეტხანს გრძელდებოდა. ეს ორჯერ მეტია, ვიდრე თაგვებში ანაბიოზის ბუნებრივი მდგომარეობა.

საპირისპირო გამოცდილებამაც ასევე დაადასტურა ამ თეორიის სისწორე. როდესაც მკვლევარებმა დაბლოკეს Q-ნეირონების აქტივობა, თაგვებმა ვერ შეძლეს ბიოპაუზის მდგომარეობაში შესვლა.

გუნდმა შეამოწმა, რომ ხანგრძლივმა ძილმა ზიანი არ მიაყენა თაგვებს. გაღვიძების შემდეგ, მეცნიერებს არ შეუმჩნევიათ რაიმე სახის ცვლილებები მათ ქცევაში და არც ქსოვილების და ორგანოების დაზიანება. მაგრამ თაგვები ძუძუმწოვრები არიან, მათ ბუნებრივად შეუძლიათ ამ მდგომარეობაში ყოფნა. რეალურმა ტესტმა შეამოწმა, შესაძლებელია თუ არა ამ მდგომარეობის გამოწვევა ცხოველებში, რომლებიც ჩვეულებრივ ამას არ აკეთებენ. ამისათვის მკვლევარებმა ვირთხებში იგივე ნეირონების სტიმულირება მოახდინეს. შედეგად, ისინი ასევე შევიდნენ ზამთრის ძილის  მსგავს მდგომარეობაში.

მკვლევარები თვლიან, რომ ეს აღმოჩენა გულისხმობს, რომ Q- ნეირონის სქემები შენარჩუნებულია მთელ რიგ ძუძუმწოვრებში, მათშიც კი, რომლებიც ბუნებრივად არ ვარდებიან ძილის მდგომარეობაში ან ანაბიოზში. მათ რიცხვს ასევე მეკუთვნებიან  ადამიანები, თუმცა ჯერჯერობით ცნობილი არ არის, გაგვაჩნია ის თუ არა, რომ არაფერი ვთქვათ იმაზე, შეიძლება თუ არა მათი გააქტიურება  იმავე გზით.

თუ ეს შესაძლებელი აღმოჩნდება, მკვლევარები ამბობენ, რომ ამგვარი შეჩერებული სიცოცხლისუნარიანობის შექმნა შეიძლება სასარგებლო იყოს ხანგრძლივი გაფართოებული მოგზაურობისთვის, ორგანოების შესანარჩუნებლად ტრანსპლატაციისთვის და ქსოვილების დაზიანების მინიმუმამდე შესამცირებლად ისეთი მოვლენების შემდეგ, როგორიცაა  გულის შეტევა.

===

https://scfh.ru/news/aktivatsiya-d2-neyronov-polosatogo-tela-pomogaet-brosit-pit/

ზოლებიანი სხეულის  D2 ნეირონების აქტივაცია ხელს უწყობს სასმელისთვის თავის დანებებას

ალკოჰოლური სასმელი ცვლის ზოლებიანი სხეულის - ქცევითი რეაქციების განხორციელებაში მონაწილე ტვინის სფეროს - საშუალო შიპიკური ნეირონების ფიზიკურ სტრუქტურასა და ფუნქციონირებას. მათი შესწავლის საწყის ეტაპზე, ტეხასის A&M მედიცინის კოლეჯის მეცნიერებმა (აშშ) აღმოაჩინეს, რომ საშუალო შიპიკური ნეირონების გააქტიურება, რომელიც D1 ტიპის დოფამინის რეცეპტორის მატარებელია, იწვევს იმას, რომ უხეშად რომ ვთქვათ, ერთ ჭიქას მეორე მოყვება. ამასთან, შემდგომი მუშაობის დროს მათ ასევე აღმოაჩინეს ნეირონები, რომლებიც, პირიქით, გვაიძულებენ - ან, ყოველ შემთხვევაში, ზოლებიანი სხეულის D2 ნეირონების გააქტიურება - ხელს უწყობს სასმელისთვის თავის  დანებებას.

ზოლებიანი სხეულის საშუალო შიპიკურ  ნეირონებს აქვთ დოფამინის რეცეპტორების ორი ტიპიდან ერთი - D1 ან D2, და ნეირონებს ასე უწოდებენ - D1 ან D2 ნეირონები. D1 ნეირონების შესახებ „არაოფიციალურად“ ამბობენ, რომ ისინი წარმოადგენენ  „go“-გზის ნაწილს, ანუ ისინი გააქტიურებული ნეირონებია, რომლებიც მონაწილეობენ ადამიანის მიერ განხორციელებულ მოქმედებაში. პირიქით, D2 ნეირონები, „no-go“-ნეირონები, თუ აქტიურდება, ისინი ხელს უშლიან მოქმედებას, „გვეუბნებიან“, რომ უნდა დაველოდოთ, გავჩერდეთ, არაფერი არ ვაკეთოთ.

მეცნიერთა აზრით, ყოველ შემთხვევაში ადიქციების წინააღმდეგ ბრძოლის თვალსაზრისით, D2 ნეირონები „კარგია“. როდესაც ისინი აქტივირდებიან, ისინი თრგუნავენ სასმელის დალევის სურვილს. პრობლემა ისაა, რომ არა მხოლოდ ალკოჰოლიკების, არამედ მათ შორისაც, ვინც არ არის ალკოჰოლიკი, მაგრამ მსმელი ძალიან ბევრია, D2 ნეირონების აქტივობა მცირდება, შესაბამისად ისინი ნაკლებად ახდენენ დამთრგუნველ გავლენას, მოხმარებული ალკოჰოლის რაოდენობა იზრდება, D2 ნეირონების აქტივობა კიდევ უფრო მცირდება ... რა მოხდება, თუ ალკოჰოლიკის D2 ნეირონების აქტივობა  გაიზრდება?

მკვლევარებმა ჩაატარეს ექსპერიმენტები ჰემოგენეტიკური მეთოდების დახმარებით სახეშეცვლილ თაგვებზე. ჰემოგენეტიკური მიდგომა იძლევა ნერვული უჯრედების აქტიურობის რეგულირების საშუალებას, თუ მათში ხელოვნურად შექმნილი რეცეპტორები ჩაინერგება, რომელთა ერთი ტიპი იწვევს ნეირონების დეპოლარიზაციას, ხოლო მეორე - ჰიპერპოლარიზაციას, რაც იწვევს, შესაბამისად, ნეირონების აქტივობის გააქტიურებას ან დათრგუნვას. რეცეპტორები იწყებენ მუშაობას რეაქციის დროს გარკვეულ სინთეტიკურ ნივთიერებასთან, რომელიც საჭირო მომენტში შეიძლება შეყვანილი იქნას თაგვის ორგანიზმში.

თაგვებში ამ გზით D1 და D2 ნეირონების აქტივობის შეცვლით, რომლებსაც ადრე ასწავლიდნენ ეთილის სპირტის ხსნარის დალევას, მკვლევარებმა ასევე შეცვალეს ალკოჰოლს მიჩვეული ცხოველების ქცევა: თაგვები გააქტიურებული D2 ნეირონებით ნაკლებად სვამდნენ.

რა თქმა უნდა, ჰემოგენეტიკური მეთოდები არ გამოიყენება ადამიანზე. მაგრამ, ალბათ, ოდესმე იქნება მონახული ნაკლებად სასტიკი გზა D2 ნეირონების გასააქტიურებლად, რომელსაც ექიმები აიღებენ შეიარაღებაზე ადიქციის სამკურნალოდ.