科学家揭示入睡和醒来的神经生物机制
2016-04-17 23:05:00   来源:人民网
内容摘要
以往人们知道BK通道对整个身体都很重要,但现在有强力证据证明,它们的本职可能与睡眠周期有关。脑部昼夜放电模式的关键不在于离子通道数量,而是通道是否被激活,更重要的是它们能否被抑制。

入睡和醒来这一生物钟转换的神经生物机制在很大程度上还是个谜。近日,美国马里兰大学医学院科学家宣布,发现了这一过程中的一条关键路径工作机理,首次从生物物理层面解释这一过程。

据了解,该研究集中在下丘脑部位的视交叉上核(SCN)区,这一区域充当着大脑的内部时钟,决定着人们何时想去睡觉、睡多长时间、何时醒来。他们专门研究了SCN区的BK通道(大电导钙离子激活钾通道),该通道在调控睡眠开关方面起着重要作用。

研究人员发表在最近的《自然·通讯》杂志上的论文称,他们研究了白天睡觉、晚上醒来活动的小鼠。该校生理学副教授安德烈娅·梅瑞迪斯发现,BK通道在醒来时是活跃的,对小鼠来说,BK通道在晚上活跃而白天不活跃,该通道白天的功能是抑制醒觉。

据介绍,梅瑞迪斯改变了小鼠基因使其BK通道无法封闭,并与正常小鼠对比。通过电极记录发现,转基因小鼠由于脑中BK通道无法封闭,神经活跃度较低,使它们白天的醒觉性更高——这并不正常,因为小鼠一般在白天睡觉。

以往科学家只知道BK通道广泛分布于各种组织细胞内,调控着多种重要生理功能,如激活肌肉、控制血压心率等,脑中的BK通道和神经兴奋性、运动控制、学习与记忆有关等。本研究第一次证明了抑制BK通道是大脑编码昼夜节奏的关键。

梅瑞迪斯表示,以往人们知道BK通道对整个身体都很重要,但现在有强力证据证明,它们的本职可能与睡眠周期有关。脑部昼夜放电模式的关键不在于离子通道数量,而是通道是否被激活,更重要的是它们能否被抑制。这一发现具有重要临床意义,可用于开发针对生理节奏的药物,治疗睡眠障碍,调节时差、季节性紊乱等。(如需转载,请注明来源自科技世界网