Miért fáradunk jobban a melegben?

Az evanstoni Northwestern Egyetem neurobiológusai olyan genetikai hátteret tártak fel, amelyek befolyásolják a szervezet éghajlathoz való alkalmazkodását.

A Current Biology folyóiratban nemrég megjelent tanulmányukban (https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(22)01209-X) arról számoltak be, hogy a meleg hőmérséklet a gyümölcslégy (Drosophila) agyában „különös hőmérő áramkört” aktivál. talált a, amelyet a meleg hőmérséklet váltott ki. 2020-as közleményükben (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28736172/) pedig már azonosítottak egy „hidegre reagáló áramkört”.

A cikk vezető szerzője Dr. Marco Gallio (Northwestern University) szerint a világ egyes részein kulturális normának tekinthető délutáni szunyókálás a forró napokon előre belénk van programozva és hátterében nagyon erős biológiai mechanizmusok lehetnek.  

Gyümölcslegyek világítanak rá a délutáni alvás biológiai hátterére

A gyümölcslégy (Drosophila) a genetikai kutatás kedvelt objektuma. Génjeinek (és általában a rovarok génjeinek) 60%-a megtalálható az emberben is, agya az emberi agy körülbelül 86 milliárd agysejtjével szemben csak 100 000 agysejtet tartalmaz. Legjobban 25 Celsius fokon (77 Fahrenheit) érzi magát, és a többi állathoz hasonlóan ő is alszik, mivel az alvás univerzális az egész állatvilágban. A közönséges légy az emberekkel való szoros kapcsolata miatt az egész világon megjelenik.

Antennájának három, sensillának nevezett szerve van, amelyek mindegyike tartalmaz egy melegre és egy hidegre aktiválódó neuront. A légy fejében elülső sejt (AC) neuronok is találhatók, amelyek reagálnak a melegre és a hidegre. Jelen kutatás elsőként azonosította ezeket az „abszolút hőreceptorokat”. A hőre érzékeny AC neuronok pedig az alvást szabályozó nagyobb ideghálózat részei. A 25 Celsius fok feletti hőmérséklet esetén a sejtek hosszabb napközbeni alvást triggerelnek, melynek következtében a legyek kevesebbet mozognak a nap melegebb időszakában.

A Northwestern Egyetem egy 10 éves projekt keretében létrehozta a konnektomot, az első teljes térképet az állatok idegpályáiról. A konnektom lehetővé tette a kutatók számára, hogy elemezzék a gyümölcslégy agysejtjeinek összes lehetséges idegi kapcsolatait.

A hőmérséklet hatása az alvásra

A hőmérséklet ugyanolyan erőteljes mértékben szabályozza az alvást és annak mélységét, mint a fény. Az elalváshoz és az alváshoz ünknek körülbelül egy Celsius-fokkal (körülbelül két Fahrenheit-fokkal) kell csökkentenie a maghőmérsékletét, ezért alszunk el könnyebben egy hideg szobában, mint egy melegben.  

Tanulmányozták azt is, hogy a hőmérséklet-változások hogyan befolyásolják a jelenleg is vadászó-gyűjtögető életmódot folytató törzsek alvási viselkedését, hisz az ilyen, iparosodás előtti társadalmak életmódja évezredek óta változatlan maradt. Ezek az emberek általában nem térnek nyugovóra közvetlenül a naplemente után, inkább a törzsek néhány órával később fekszenek le, amikor a környezeti hőmérséklet csökken. „Úgy tűnik, egy termikus trigger hatására álmosodnak és alszanak el. És […] általában 15-20 perccel hajnal előtt ébrednek fel. Tehát úgy tűnik, hogy nem a fény az ébredés kiváltója, hanem a hőmérséklet emelkedése, és mindezt a cirkadián ritmus szabályozza. Természetes alvási ritmusunkat tehát a hőmérséklet és a fény egyaránt befolyásolja.”

A tanulmány természetes korlátja a gyümölcslegyekben tapasztaltak emberekre való kiterjeszthetősége. Például, míg a gyümölcslegyek magasabb hőmérsékleten álomba merülnek, az emberek nehezebben alszanak el, ha túl meleg van. A kutatók célja az volt, hogy feltárják az alvást vezérlő alapvető folyamatokat és azt, hogyan befolyásolja a hőmérséklet a viselkedést. Ez az éghajlatváltozás fényében igen fontos kutatási terület lehet.

Forrás: Medical News Today