Oamenii și multe alte mamifere își mențin temperatura corpului la aproximativ 37 ° C (98.6 ° F), ceea ce este ideal pentru toate procesele de reglare. Funcțiile sunt compromise atunci când temperatura corpului lor se abate semnificativ de la intervalul normal, ceea ce ar putea duce la insolație, hipotermie sau, în cel mai rău caz, moarte. Cu toate acestea, dacă temperatura corpului poate fi adusă artificial în intervalul normal, aceste probleme ar putea fi abordate.
Zona preoptică a hipotalamusului, care reglează procesele esențiale ale corpului, este locul unde se află centrul de control al temperaturii creierului. De exemplu, zona preoptică trimite organismului un semnal pentru a crește temperatura pentru a combate virușii, germenii și alte organisme cauzatoare de boli atunci când primește semnale de la mediatorul prostaglandinei E (PGE2), care este creat ca răspuns la infecții.
Cu toate acestea, încă nu este clar care neuroni din zona preoptică lansează comanda pentru a crește sau a scădea temperatura corpului.
Un grup de cercetare la Universitatea din Nagoya în Japonia a identificat neuronii critici care mențin temperatura corpului la 37°C la mamifere. În studiul lor, ei au raportat că un grup de neuroni, numiți neuroni EP3, din zona preoptică a creierului joacă un rol cheie în reglarea temperaturii corpului mamiferelor.
În studiul șobolanilor, oamenii de știință s-au concentrat în principal pe neuronii EP3 din zona preoptică, care exprimă receptorii EP3 ai PGE2 și au investigat funcția de reglare a temperaturii corpului.
Oamenii de știință au analizat mai întâi modul în care variațiile temperaturii mediului afectează declanșarea neuronilor EP3 în regiunea preoptică. Sobolanilor le place o temperatura de aproximativ 28 °C pentru habitatul lor. Șoarecii au fost supuși la rece (4°C), încăperi (24°C) și calde (36°C) timp de două ore. Descoperirile au demonstrat că expunerea la 4°C și 24°C nu a activat neuronii EP3, dar expunerea la 36°C a activat.
Pentru a determina unde sunt transmise semnalele de la neuronii EP3, oamenii de știință s-au uitat apoi la fibrele nervoase ale neuronilor EP3 din regiunea preoptică. Studiul a constatat că fibrele nervoase sunt dispersate în tot creier, în special în hipotalamusul dorsomedial (DMH), responsabil de activarea sistemului nervos simpatic. Acidul gamma-aminobutiric (GABA), un inhibitor puternic al excitației neuronale, este molecula pe care neuronii EP3 o folosesc pentru transferul semnalului către DMH, conform investigației lor.
Oamenii de știință au modificat experimental activitatea neuronilor EP3 folosind o metodă chemogenetică pentru a înțelege mai bine funcția acestor neuroni în reglarea temperaturii. Ei au descoperit că creșterea temperaturii corpului a rezultat din suprimarea activității neuronilor, în timp ce scăderea acesteia a rezultat din activarea acestora.
Împreună, rezultatele acestui studiu au demonstrat că neuronii EP3 din zona preoptică sunt esențiali pentru controlul temperaturii corpului, deoarece eliberează GABA pentru a comunica semnale inhibitoare neuronilor DMH, care reglează răspunsurile simpatice.
Profesorul Kazuhiro Nakamura de la Universitatea Nagoya a spus: „Probabil, neuronii EP3 din zona preoptică pot regla cu precizie puterea semnalului pentru a regla temperatura corpului.”
„De exemplu, într-un mediu fierbinte, semnalele sunt crescute pentru a suprima ieșirile simpatice, ceea ce duce la creșterea fluxului de sânge în piele pentru a facilita radiația căldurii corpului pentru a preveni insolația. Cu toate acestea, într-un mediu rece, semnalele sunt reduse pentru a activa ieșirile simpatice, care promovează producția de căldură în țesutul adipos brun și alte organe pentru a preveni hipotermia. În plus, în momentul infecției, PGE2 acționează asupra neuronilor EP3 pentru a le suprima activitatea, activând ieșirile simpatice pentru a dezvolta febră.”
Rezultatele acestui studiu pot duce la crearea unei tehnologii care modifică artificial temperatura corpului și are potențiale aplicații în numeroase specialități medicale. Interesant este că această tehnologie poate ajuta la tratarea obezității prin menținerea unei temperaturi corporale ușor ridicate, care încurajează arderea grăsimilor.
prof. Nakamura a spus, „Pe lângă asta, această tehnologie ar putea duce la noi strategii pentru supraviețuirea oamenilor în medii globale mai fierbinți, care devin o problemă serioasă la nivel mondial.”
Referința jurnalului:
- Yoshiko Nakamura, Takaki Yahiro et al. Neuronii preoptici care exprimă receptorul de prostaglandină EP3 controlează bidirecțional temperatura corpului prin semnalizare tonică GABAergică. Avansuri de știință. DOI: 10.1126/sciadv.add5463
