Как весна влияет на организм
Удлинение светового дня и потепление вызывают в организме физиологические изменения: повышается уровень серотонина, улучшается настроение, меняется восприятие цветов.
Тонкая
настройка
В 2015 году нейрофизиологи из Института мозга RIKEN (Япония) в течение месяца
наблюдали за двумя группами мышей, одна из которых содержалась в условиях
длинного светового дня, а другая - короткого. Затем у грызунов извлекли нервные
ткани из супрахиазмального ядра - подкорковой структуры мозга, играющей у
животных роль своеобразного генератора суточных ритмов.
Исследование тканей показало, что у мышей из первой группы экспрессия гена
Bmal1, связанного с управлением циркадными ритмами, находилась в противофазе в
верхней и нижней областях супрахиазмального ядра, в то время как у их сородичей,
живших в условиях короткого светового дня, все было синхронизировано. Это
результат действия гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), которая в мозге одних
животных вела себя как тормозной медиатор, а для других была одновременно
тормозным и возбуждающим медиатором разных участков ядра.
Авторы работы предположили, что длительность светового дня каким-то образом
переопределяет действие ГАМК. Это приводит к десинхронизации двух противолежащих
кластеров нейронов в мозге мышей, и весь организм меняет ритмы, приспосабливаясь
к условиям определенного времени года - весны, лета, осени или зимы.
Новые краски весны
Когда мозг по продолжительности светового дня понимает, что наступает новый
сезон, организм перестраивается. У некоторых животных эти изменения очевидны:
например, заяц-беляк зимой меняет окрас, чтобы спрятаться в снегу от хищников. У
других адаптация менее заметна.
Так, небольшие рыбки вида японская медака (Oryzias latipes) с потеплением
становятся более активными, начинают лучше распознавать цвета. Японские
исследователи поместили двух особей в аквариум, где, меняя уровень освещения и
температуру воды, создавали условия, соответствующие разным временам года. В
"холодный сезон" рыбы большую часть времени проводили на дне и плавали намного
медленнее. С приходом тепла резко активизировались.
Повторив эксперимент в брачный период, исследователи обнаружили, что в
зависимости от сезона у рыб меняется цветовосприятие.
На плавниках медак, ищущих пару, появляются оранжевые пятна. Рыбам показывали
изображения их сородичей серого и оранжевого цветов, моделируя при этом разные
погодные условия. В холодной воде у картинок с оранжевой медакой рыбы проводили
в три раза меньше времени, чем в теплой. А вот серая особь не интересовала
никого.
Анализ генов, отвечающих за фоточувствительность, показал, что экспрессия одного
из них, связанная с красным цветом, у рыб, проживающих в холодных и темных
условиях, в пять раз ниже.
Весеннее освобождение
Согласно исследованию американских ученых, восприятие цветов в течение года
меняется и у человека. Например, летом желтый цвет кажется более зеленым, чем
зимой. Это объясняется адаптацией зрения к среде обитания. Когда вокруг много
зеленого (летняя листва) или белого (снег), зрительная система действует немного
по-разному.
Считается, что сдвиги в цветовосприятии могут быть связаны с сезонным
аффективным расстройством - типом депрессии, возникающим в конце осени и начале
зимы, но почти моментально исчезающим с приходом весны. Среди симптомов -
снижение уровня энергии, чрезмерная потребность в сне, переедание, прибавка в
весе и десоциализация.
По мнению немецких ученых, склонность мало двигаться и много спать, характерная
для сезонной депрессии, - это физиологическая адаптация, возникшая у человека в
доисторические времена. Для наших предков зимние месяцы были настоящим
испытанием, поскольку еды не хватало и достать ее было негде. Холодные и темные
дни мог пережить тот, кто мало двигался и много спал, - это снижало потребность
в калориях.
Исследователи из Медицинского университета в Берлине считают, что причина
депрессии - в уровне серотонина. Это вещество вырабатывается в мозге и отвечает
за хорошее настроение, эмоциональную устойчивость. Чем короче световой день, тем
меньше в организме этого нейромедиатора, поэтому возникает ощущение упадка сил.
Ученые из Эдинбургского университета полагают, что при смене сезонов изменения в
выработке гормонов в человеческом организме координируют гены TAC1 и EAY3. Их
активация в гипофизе интенсифицируется при сезонном сокращении светлого времени
суток. При этом TAC1 отвечает за выработку специфических белковых молекул,
выполняющих сигнальные функции и запускающих синтез в мозге другого гормона -
пролактина, действие которого на организм животных, как считают ученые, помогает
приспособиться к условиям окружающей среды.
Интересно, что ген EYA3, играет ту же роль у птиц. Значит, механизм сезонной
гормональной регуляции возник как минимум триста миллионов лет назад - когда жил
общий предок птиц и млекопитающих.
Источник: www.med2.ru