Ons bioritme is afhankelijk van het metabolisme in de hersenen

Het ritme van ons leven hangt af van de wisseling van dag en nacht, maar de belangrijkste factor is niet zonlicht, maar de zogenaamde ‘interne klok’ van het lichaam: circadiane ritmes, die verantwoordelijk zijn voor veranderingen in de intensiteit van biologische processen in het lichaam.

De periode van deze ritmes is ongeveer gelijk aan 24 uur. Met name de afhankelijkheid van de slaap-waakcyclus bij mensen, voornamelijk van interne bioritmen en niet van externe factoren, is experimenteel bewezen.

Bij zoogdieren worden circadiane ritmes aangestuurd door een klein gebied in de hersenen in de hypothalamus, genaamd de suprachiasmatische nucleus.

Een nieuwe studie onder leiding van biologieprofessor Martha Gillett van de Universiteit van Illinois heeft aangetoond dat de suprachismale kern de stofwisseling in de hersenen zelf reguleert, met name de productie en verplaatsing van chemische energie in cellen. De onderzoekers richtten zich voornamelijk op een fenomeen dat bekend staat als oxidatie-reductiereacties in het suprachismale kernweefsel van ratten en muizen.

Bij oxidatie-reductiereacties geven moleculen elektronen af (worden geoxideerd) en winnen ze deze terug (worden gereduceerd). Onderzoekers hebben ontdekt dat deze processen in de suprachiasmatische kern een cyclus van 24 uur hebben en, figuurlijk gesproken, communicatiekanalen in hersencellen openen en sluiten.

Professor Martha Gillett legde het belang van de ontdekking uit: "De taal van de hersenen is gebaseerd op elektrische signalen. Deze taal bepaalt welke signalen cellen in een bepaald deel van de hersenen naar elkaar en naar andere delen van de hersenen sturen. De fundamentele ontdekking is dat de suprachiasmatische kern, zonder externe interventie, interne metabolische oscillaties heeft die een interne biologische klok activeren."

"Er is altijd gedacht dat metabolisme de hersenactiviteit "dient", maar we bewijzen dat metabolisme onderdeel is van hersenactiviteit. Ons onderzoek suggereert dat veranderingen in de metabolische toestand van cellen mogelijk de oorzaak, en niet het gevolg, zijn van neuronale activiteit."

Naast Martha Gillett namen promovendus Yu Yanchun, promovendus Gabby Govindaya, promovendus Ye Jiaying, promovendus Liana Artinian, hoogleraar elektrotechniek en computertechniek Todd Coleman, hoogleraar scheikunde Jonathan Swidler en hoogleraar farmacologie Charles Cox deel aan het onderzoek. Gillett, Govindaya, Ye, Swidler en Cox zijn afkomstig van het Illinois Beckman Institute.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]