J.NeuroSci.:大麻素扰乱生物钟

2010-08-12 00:00 · Paula

那些抽大麻的人经常会有在时空中迷失的感觉,至少一部分人是这样。如今,研究人员或许已经找到了大麻素类物质――大麻中刺激精神的化合物――之所以让人们产生这种幻觉的原因之一:它们可能扰乱了人体内部的生物钟。 睡觉、吃饭和其他活动都是名为昼夜节律的一个24小时生理周期的一部分。人体内的生

那些抽大麻的人经常会有在时空中迷失的感觉,至少一部分人是这样。如今,研究人员或许已经找到了大麻素类物质――大麻中刺激精神的化合物――之所以让人们产生这种幻觉的原因之一:它们可能扰乱了人体内部的生物钟。

睡觉、吃饭和其他活动都是名为昼夜节律的一个24小时生理周期的一部分。人体内的生物钟由被称为视交叉上核(SCN)的一个大脑区域中的神经细胞所控制。SCN通常利用光线来重置生物钟。这一切通常发生在人们从一个时区到另一个时区旅行的过程中。然而如果不存在任何感官上的输入,SCN的神经细胞会保持一种稳定的昼夜节律――人和动物即便在完全黑暗的环境中也会在固定的时间里进食和睡眠。

几年前,研究人员发现,SCN神经细胞中具有大麻素类物质的受体。在这项新的研究中,由美国耶鲁大学生理节律生物学家Anthony van den Pol领导的一个研究小组,试图搞清这些受体到底扮演了一个什么样的角色。

研究人员将42只小鼠放置在完全黑暗的环境中达两周之久,目的就是使它们内部的生物钟同步。在这个环境中,啮齿动物会经历活跃和不活跃的两个阶段,平均每个阶段持续12个小时。在两周后,研究人员会在小鼠进入活跃阶段后不久为其中一些笼子补充光线。由于啮齿动物习惯于在夜间活动,因此与没有暴露在光线下的对照组相比,这些小鼠的活跃阶段要推迟两个小时,这一现象被称为“相位延迟”。然而如果在小鼠暴露于光线下之前,向其大脑中注射大麻素类物质,则会出现较少的相位延迟――与对照组相比,它们的活跃阶段仅仅推迟了1个小时。

研究人员随后对SCN神经细胞进行了研究。当他们向一个皮氏培养皿中的小鼠SCN神经细胞加入大麻素类物质后,这些细胞中有50%变得更为活跃。研究人员在最近的《神经科学杂志》网络版上报告说,这些增加的活性很可能扰乱了一只小鼠的昼夜节律。

研究小组相信大麻素类物质可能对人体也能够产生类似的影响。van den Pol指出,当人们吸食大麻时,他们往往会失去对时间的概念。他说,这可能是因为毒品中的大麻素类物质使吸毒者的SCN神经细胞被不规律地激活,进而扰乱了其体内的生物钟。

美国伊利诺伊州埃文斯顿市西北大学的昼夜节律研究人员Joseph Bass表示,这项工作支持了这样一种理论,即使人上瘾的物质能够影响人体的昼夜节律。有意思的是,这看起来似乎是必然的,但直到最近,有关上瘾物质的研究才瞄准大脑的奖赏系统。Bass指出,能够影响奖赏系统和昼夜节律的分子证据才刚刚出现。

生物谷推荐原文出处:

The Journal of Neuroscience doi:10.1523/JNEUROSCI.2098-10.2010

Kisspeptin Directly Excites Anorexigenic Proopiomelanocortin Neurons but Inhibits Orexigenic Neuropeptide Y Cells by an Indirect Synaptic Mechanism

Li-Ying Fu and Anthony N. van den Pol

Department of Neurosurgery, Yale University School of Medicine, New Haven, Connecticut 06520

The neuropeptide kisspeptin is necessary for reproduction, fertility, and puberty. Here, we show strong kisspeptin innervation of hypothalamic anorexigenic proopiomelanocortin (POMC) cells, coupled with a robust direct excitatory response by POMC neurons (n < 200) to kisspeptin, mediated by mechanisms based on activation of a sodium/calcium exchanger and possibly opening of nonselective cation channels. The excitatory actions of kisspeptin on POMC cells were corroborated with quantitative PCR data showing kisspeptin receptor GPR54 expression in the arcuate nucleus, and the attenuation of excitation by the selective kisspeptin receptor antagonist, peptide 234. In contrast, kisspeptin inhibits orexigenic neuropeptide Y (NPY) neurons through an indirect mechanism based on enhancing GABA-mediated inhibitory synaptic tone. In striking contrast, gonadotropin-inhibiting hormone (GnIH and RFRP-3) and NPY, also found in axons abutting POMC cells, inhibit POMC cells and attenuate the kisspeptin excitation by a mechanism based on opening potassium channels. Together, these data suggest that the two central peptides that regulate reproduction, kisspeptin and GnIH, exert a strong direct action on POMC neurons. POMC cells may hypothetically serve as a conditional relay station downstream of kisspeptin and GnIH to signal the availability of energy resources relevant to reproduction.

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