Hayvanlar ve insanlar, vücutlarını doğal olarak uyumaya, uyanmaya, yemek yemeye ve belirli zamanlarda diğer fizyolojik tepkileri vermeye yönlendiren, sirkadiyen ritimler olarak bilinen belirli günlük kalıpları takip eder. Bu ritimlerin bozulması hem sağlıkları hem de psikolojik sağlıkları üzerinde olumsuz etkiler yaratabilir.
Sinirbilimciler onlarca yıldır sirkadiyen ritimlerin sinirsel temellerini anlamaya çalışıyorlar; çünkü bu, normal uyku veya yeme düzeninin bozulmasıyla karakterize edilen zihinsel sağlık bozuklukları için daha etkili tedavilerin geliştirilmesine yardımcı olabilir.
Iowa Üniversitesi ve Yeditepe Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından hazırlanan bir makale, Doğa Sinir Bilimifarelerin ve potansiyel olarak diğer memelilerin düzenli olarak yemek yediği zamanları kodlayabilen bir nöron sınıfı belirledi.
Araştırmayı yürüten araştırmacılardan Deniz Atasoy, Medical Xpress’e şöyle konuştu: “Eskiden, mevcut enerji kaynakları zamanla azaldıkça açlığın yavaşça ortaya çıktığını düşünürdük.”
“AgRP nöronları beyindeki açlık tepkilerinin ana düzenleyicilerinden biri olduğundan, onların şöyle bir aktivite modeli göstermelerini bekliyorduk, yani acıktıkça ateşlenme hızının yavaş yavaş artması. Klasik bir ‘homeostatik’ten de beklediğiniz şey budur. ‘ şeklinde bir düzenleme, ancak bu durumda glikoz gibi mevcut besinler, bu değerleri belirli bir noktaya geri getirmek için buna karşı koymak için davranışsal ve fizyolojik değişiklikleri tetikleyecektir.”
Atasoy ve meslektaşlarının yaptığı çalışmanın temel amacı, canlı fareler üzerinde yapılan bir dizi deneyle AgRP nöronlarının beslenme süresinin düzenlenmesindeki rolünü araştırmaktı. Açlığı düzenleyen nöronlara odaklanan önceki çalışmaların çoğu kısmen sınırlıydı ve işlevlerine dair net bir resim çizmiyordu.
Atasoy, “Açlığı düzenleyen nöronların işlevini araştıran önceki çalışmalar dakikalar gibi çok kısa zaman ölçekleriyle sınırlıydı, oysa açlık fizyolojisi saatler, hatta günler boyunca işliyor” dedi.
“Tanımlanmış bir dizi nöronun (bu durumda hipotalamik AgRP nöronlarının) aktivitesini günlerce izlemek teknik açıdan zordur ve bunu fareler üzerinde fiber fotometri adı verilen bir teknik kullanarak başardık. Bu yaklaşım, ilgilenilen nöron popülasyonunu tam anlamıyla floresan hale getirmeye dayanıyor. aktif hale geldiklerinde.”
Araştırmacılar daha sonra fiber fotometri kullanarak floresan hale getirdikleri AgRP nöronlarının yakınına küçük bir prob yerleştirdiler. Bu onların, nöronlar ateşlenmeye başladığında üretilen ışık sinyallerine dayanarak aktivitelerini alıp izlemelerine olanak sağladı.
Bu deneyler, Atasoy ve meslektaşlarının, farelerin ne zaman yemek yeme dürtüsü hissettiğini tespit etmelerine ve o zaman dilimindeki AgRP nöronlarının aktivitesini gözlemlemelerine olanak sağladı. Teorik tahminlerin aksine, bulguları AgRP nöronlarının bir homeostat olarak çalışmadığını (yani enerji düşük olduğunda ateşleniyor ve fareler yemeyi bitirdikten sonra faaliyetlerini durduruyor) gösteriyor.
Atasoy, “Bunun yerine, günlük AgRP nöron aktivitesindeki iniş ve çıkışların son beslenme düzenini takip ettiğini bulduk.” dedi. “Henüz açıklığa kavuşturulmamış bir biyolojik saat, geçmiş yemek zamanlarıyla senkronize edilmiş gibi görünüyor ve bu yemek zamanlarında AgRP nöronlarının aktivitesini açıp kapatıyor. Bu, ‘homeostatik’ düzenlemeden açık bir farklılıktır ve ‘allostatik’ olarak adlandırılan düzenlemeyle daha uyumludur. Homeostazın aksine, allostatik düzenlemede hayvanlar enerji seviyeleri düşene kadar beklemezler.”
Atasoy ve meslektaşlarının elde ettiği sonuçlar, AgRP nöronlarının, farelerin gerçekten yemek yeme ihtiyacı hissetmeden önce enerji seviyelerini proaktif bir şekilde koruduklarını gösteriyor. Farelerin geçmiş deneyimlerinden öğrenilen ipuçlarına dayanarak gelecekteki enerji açıklarını tahmin ederek bunu başarıyorlar gibi görünüyor.
Atasoy, “Bu durumda sirkadiyen beslenme süresinin yakın geçmişi ilgi çekici bir ipucu gibi görünüyor” dedi. “İnsanlar ve fareler çok benzer temel beslenme ve tokluk devrelerini paylaşıyor, bu nedenle bu gözlemlerin muhtemelen insanları da kapsayacağına inanıyoruz. Tutarlı bir şekilde, açlığın ritmik doğası insanlarda daha önce başka gruplar tarafından da gösterildi; bulgularımız bunlara mekanik bir bakış açısı sağlıyor.” gözlemler.”
Bu araştırmacı ekibinin son çalışması, AgRP nöronlarının farelerin beslenme düzenlerine nasıl katkıda bulunduğuna dair yeni bilgiler topladı. Eğer insanlarda doğrulanırsa, bu bulgular tıbbi araştırmalara bilgi verebilir, örneğin düzensiz yeme alışkanlıklarıyla karakterize edilen bozukluklar için yeni tedavilerin geliştirilmesinin önünü açabilir.
Atasoy, “Bu sonuçlar, günün saatlerinin iştah fizyolojisine daha önce gözden kaçan katkısı konusunda yepyeni bir pencere açtı.” diye ekledi.
“Sonraki çalışmalarımızda, gıdaya göre ayarlanan bu ‘saatin’ moleküler mekanizmasının ne olduğunu bulmak istiyoruz. Nasıl çalıştığını bilmek, aktiviteleri üzerinde daha bilinçli kontrol sağlayan terapötik teknolojilere yol açabilir. Ortaya çıkan bir diğer soru da tokluk olup olmadığıdır. -Promosyon nöronlarının böyle ritimleri var. Eğer öyleyse, bu durum onların aktivitelerini, tokluk sinyallerine yanıt vermelerini ve hatta obezite karşıtı tedavileri nasıl etkiliyor?”
Kaynak ve İleri Okuma: https://medicalxpress.com/news/2023-12-agrp-neurons-encode-circadian-mice.html