Zakaj nas vročina naredi zaspane?

Nevrobiologi so ugotovili, da so sadne mušice vnaprej programirane za dremež sredi dneva.

V najbolj vročih poletnih dneh se ti lahko zgodi, da sredi dneva zaspiš. V nekaterih delih sveta je kulturna norma, da se v najtoplejših urah dneva načrtuje siesta in se zaprejo podjetja. Izkazalo se je, da za tem morda stoji biologija in ne le kultura.

Kaj se dogaja z našim telesom ob vročih poletnih dneh?

Temperatura vpliva na celotno človekovo vedenje, od prehranjevanja in ravni aktivnosti do ciklov spanja in budnosti. Morda poleti težje zaspimo in počasneje vstanemo iz postelje v hladnejših jutrih. Vendar povezave med senzoričnimi nevroni in nevroni, ki nadzorujejo ta cikel, ne razumemo povsem.

Nevrobiologi univerze Northwestern so odkrili nekaj namigov o tem, kaj se dogaja. V novi študiji so raziskovalci ugotovili, da so sadne mušice vnaprej programirane za dremež sredi dneva.

»Spremembe temperature močno vplivajo na vedenje tako pri ljudeh kot pri živalih in živalim nudijo znak, da je čas, da se prilagodijo spreminjajočim se letnim časom,« je dejal Marco Gallio, izredni profesor nevrobiologije na Weinberg College of Arts and Sciences. »Učinek temperature na spanje je lahko precej ekstremen, saj se nekatere živali odločijo, da bodo prespale celo sezono – pomislite na hibernirajočega medveda –, vendar posebna možganska vezja, ki posredujejo interakcijo med temperaturo in centri za spanje, ostajajo v veliki meri neznana.«

Gallio je vodil študijo in dejal, da so sadne mušice še posebej dober model za preučevanje velikih vprašanj, kot sta zakaj spimo in kaj spanje naredi za možgane, saj ne poskušajo prekiniti instinkta na enak način, kot to počnemo ljudje, ko na primer delamo vse noči. Raziskovalcem omogočajo tudi preučevanje vpliva zunanjih dejavnikov, kot sta svetloba in temperatura, na celične poti.

Celice, ki ostanejo dlje časa prižgane

V članku so prvič identificirani receptorji za absolutno toploto v mušičji glavi, ki se odziva na temperature nad približno 25 stopinj Celzija, kar je mušičina najljubša temperatura. Izkazalo se je, da je običajna laboratorijska sadna mušica (Drosophila) s tesnim sodelovanjem z ljudmi kolonizirala skoraj ves planet. Ni presenetljivo, da se tudi njena najljubša temperatura ujema s temperaturo mnogih ljudi.

Tako kot so pričakovali, so raziskovalci ugotovili, da so možganski nevroni, ki sprejemajo informacije o vročini, del širšega sistema, ki uravnava spanje. Ko je vročinski krog, ki poteka vzporedno s hladnim krogom, aktiven, ciljne celice, ki spodbujajo opoldanski spanec, ostanejo aktivne dlje. Posledica tega je povečanje opoldanskega spanja, ki muhe zadrži pred najbolj vročim delom dneva.

Študijo je omogočila desetletna pobuda, v okviru katere je bil izdelan prvi dokončan zemljevid živčnih povezav pri živali (muhi), imenovan connectome. S connectomom imajo raziskovalci dostop do računalniškega sistema, ki jim pove vse možne možganske povezave za vsako od ~100.000 možganskih celic muhe. Vendar morajo raziskovalci tudi s tem izjemno podrobnim zemljevidom še vedno ugotoviti, kako informacije v možganih prehajajo iz točke A v točko B. Ta članek pomaga zapolniti to vrzel.

Različna vezja za vroče in hladne temperature so po mnenju Gallija smiselna, saj »imajo lahko vroče in hladne temperature precej različne učinke na fiziologijo in vedenje,« je dejal. Ta ločitev lahko odraža tudi evolucijske procese, ki temeljijo na toplotnih in hladnih ciklih na Zemlji. Na podlagi tega dela je na primer mogoče raziskati možnost, da so možganski centri za spanje pri ljudeh neposredno usmerjeni v posebno senzorično vezje.

Nadaljnje raziskave v povezavi spanca in vročine

Galliova ekipa upa, da bo v nadaljevanju ugotovila skupne tarče hladnega in vročega vezja ter tako odkrila, kako lahko vsako od njiju vpliva na spanje.

»Identificirali smo en nevron, ki bi lahko bil mesto integracije učinkov vroče in hladne temperature na spanje in aktivnost pri drosophili,« je dejal Michael Alpert, prvi avtor članka in podoktorski raziskovalec v Gallijevem laboratoriju. »To bi bil začetek zanimivih nadaljnjih študij.«

Gallio je dodal, da ekipo zanima preučitev dolgoročnih učinkov temperature na vedenje in fiziologijo, da bi razumeli vpliv globalnega segrevanja in preverili, kako prilagodljive so vrste na spremembe. »Ljudje se lahko odločijo za popoldanski dremež na vroč dan in v nekaterih delih sveta je to kulturna norma, toda kaj izberete in kaj je v vas programirano? Seveda pri mušicah to ni kultura, tako da v resnici lahko obstaja zelo močan temeljni biološki mehanizem, ki ga pri ljudeh spregledamo.«

Tilen Kemperle

Novinar