Los circuitos en el cerebro actúan como un reloj interno para decirnos que es hora de dormir y controlar cuánto tiempo permanecemos dormidos. Un nuevo estudio en moscas sugiere que una parte de ese reloj monitorea constantemente los cambios en la temperatura externa e integra esa informaciónen la red neuronal que controla el sueño. El estudio fue publicado en Naturaleza y recibió el apoyo del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares NINDS, una parte de los Institutos Nacionales de Salud.
"Este estudio aprovecha el poderoso sistema modelo de la red de reloj circadiano de la mosca para demostrar cómo se utilizan las señales de temperatura del medio ambiente para controlar el tiempo y la duración del sueño", dijo Janet He, Ph.D., directora del programa,NINDS.
El reloj circadiano es un proceso fundamental que se encuentra en casi todos los organismos vivos que coordina el comportamiento del sueño con los cambios en el entorno. El vínculo entre el ciclo de luz / oscuridad y el inicio del sueño es bien reconocido; sin embargo, los cambios en la temperatura también parecenafectar los patrones de sueño en humanos.
"El reloj descubierto en moscas hace más de 30 años es esencialmente el mismo que se encuentra en el cerebro humano", dijo Orie Shafer, Ph.D., profesora asociada de la Universidad de Michigan, Ann Arbor, y autora principal de esteestudio ". Los estudios de reloj circadiano son hermosos ejemplos de cómo la mosca tiene cosas importantes que decirnos sobre cómo funcionan nuestros cuerpos".
Al usar una proteína fluorescente especial que cambia de verde a rojo cuando se activan las neuronas, el Dr. Shafer y su equipo observaron la actividad de diferentes partes del reloj circadiano del cerebro de la mosca mientras aumentaban o disminuían la temperatura circundante. Para su sorpresa, unEl área del reloj circadiano del cerebro de la mosca llamada DN1p aumentó su actividad cuando se enfrió y se volvió menos activa cuando se calentó.
"Sabíamos que la luz excita el reloj circadiano en general y que la luz y el calor generalmente aumentan al mismo tiempo, por lo que fue completamente inesperado encontrar una región del reloj que aumentara su actividad en respuesta al enfriamiento", dijo el Dr. Shafer.
Según lo experimentado por cualquiera que haya viajado a través de zonas horarias, el reloj circadiano se puede "reiniciar" con el tiempo en respuesta a los nuevos ciclos de día / luz. El reloj de las moscas se puede volver a entrenar a nuevos ciclos de luz o temperatura, por lo que DrShafer y sus colegas luego analizaron si el DN1p está involucrado en restablecer el reloj a un nuevo ciclo de calefacción / refrigeración.
Debido a que se cree que las neuronas DN1p promueven el sueño, los investigadores bloquearon su actividad o las eliminaron genéticamente. Ambas afectaron la capacidad de las moscas de volver a entrenar su ciclo de sueño en respuesta a los cambios de temperatura, destacando la importancia del DN1p para el controldel comportamiento del sueño.
"Debido a que los cuerpos de las moscas son translúcidos, sus neuronas del reloj pueden responder a la luz directamente", dijo el Dr. Shafer. "A continuación preguntamos si la temperatura funcionaba de la misma manera o si requería órganos externos".
En las moscas, la temperatura podría ser detectada directamente por las neuronas en el cerebro o por impulsos nerviosos de los órganos sensoriales del cuerpo. Para distinguir entre los dos, los investigadores manipularon genéticamente o eliminaron físicamente los órganos sensoriales y descubrieron que las neuronas DN1p ya norespondió a los cambios de temperatura. Esto significaba que el reloj interpreta las señales de temperatura del cuerpo en lugar de detectar los cambios de temperatura directamente.
El reloj circadiano de animales y humanos más grandes también es sensible a los cambios de temperatura, y debido a su mayor tamaño, requeriría la entrada de órganos sensoriales externos. El hecho de que, a pesar de su pequeño tamaño, el reloj mosca también se basa en sensores de temperaturafuera del cerebro sugiere que los hallazgos de este estudio podrían tener amplias implicaciones en el control del sueño en humanos.
La financiación para este estudio fue proporcionada por NINDS NS077933, National Science Foundation y Damon Runyon Cancer Foundation.
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Materiales proporcionado por NIH / Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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