Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Jak fungují a jak se seřizují hodinky našeho těla?

 |  5. 6. 2003
 |  Vesmír 82, 332, 2003/6

Každý má v mozku „časový strojek“, který celému tělu oznamuje, kolik je právě vnitřních hodin (viz Vesmír 73, 425, 1994/8). Stejně jako hodinky odměřuje i strojek v mozku čas nezávisle na prostředí, a aby se nerozešel s vnějšími hodinami (se sluncem), je možné např. působením slunečního světla „posouvat jeho ručičky“. Za sídlo časového strojku je považováno suprachiazmatické jádro v hypotalamu. Je malé, kulaté, nepříliš nápadné mezi dalšími drobnými hypotalamickými jádry, která se podílejí na řízení organizmu (tělesné teploty, sexuality, pocitu žízně, hladu apod.).

Vnitřní hodiny jsou důležité například pro regulaci fyzické aktivity organizmu. Díky nim si zvířata i lidé udržují pravidelné střídání aktivity (subjektivní den) a odpočinku (subjektivní noc) i při vícedenním pobytu ve tmě. Aktivita laboratorních hlodavců se hodnotí podle toho, kdy zvíře spontánně běhá v kolečku. Zvířata s poškozeným suprachiazmatickým jádrem v něm běhají průběžně po celých 24 hodin. Pokud je takovému zvířeti implantováno zdravé suprachiazmatické jádro z mláděte téhož druhu, spontánní rytmické střídání aktivity a klidu zvířete se obnoví.

V poslední době se zjistilo, že suprachiazmatické jádro nemá kompaktní strukturu, ale že se skládá z dřeně a skořápky. Skupině vědců z Columbijské univerzity a z Univerzity v Cincinnati se podařilo prokázat, že se dřeň aktivuje (měřeno fosforylací proteinkinázy ERK) v průběhu subjektivní noci, kdežto skořápka v průběhu subjektivního dne. Nebylo však jasné, jestli tato rytmičnost vzniká vzájemným působením skořápky na dřeň a dřeně na skořápku, nebo jestli je řízena z jiné části mozku.

Po transplantaci suprachiazmatického jádra mláďat se všechna původní spojení nemusí obnovit. Vědci proto po transplantaci sledovali, jestli došlo ke změně rytmičnosti v implantovaném suprachiazmatickém jádře, a zjistili, že se rytmičnost fosforylace proteinu obnovila pouze ve skořápce – dřeň jádra svoji rytmičnost ztratila, a zvíře se přitom chovalo rytmicky. Jedním z neúplně obnovených spojení byl trakt vedoucí z oka přímo do suprachiazmatického jádra.

Byla ztráta rytmičnosti dřeně jádra způsobena přerušením tohoto traktu? Vědci změřili aktivitu proteinů v suprachiazmatickém jádře po enukleaci a získali stejné výsledky jako po transplantaci: Dřeň jádra rytmičnost ztratila, kdežto skořápka se i nadále rytmicky aktivovala a deaktivovala. Zvířata si udržovala rytmičnost pohybu a odpočinku, přestože byla po celou dobu experimentu ve tmě.

Výsledky studie vyvolávají spoustu dalších otázek: Je rytmičnost ve dřeni řízena generátorem rytmu v oku? Pokud ano, je tento generátor ovlivňován světlem? Mohl by potom fungovat jako zprostředkovatel vlivu světla na běh našeho vnitřního časového strojku skrze aktivitu ve dřeni suprachiazmatického jádra? Komunikují spolu dřeň a skořápka tohoto jádra? A pokud ano, jak to dělají? Je časový strojek umístěn ve skořápce? (Nature Neuroscience 6, 111–112, 2003)

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Fyziologie

O autorovi

Eva Pašťalková

Mgr. Eva Pašťalková (*1975) vystudovala Přírodovědeckou fakultu UK v Praze. Nyní je postgraduální studentkou 1. Lékařské fakulty UK. Ve Fyziologickém ústavu AV ČR se zabývá studiem paměti a prostorové orientace.

Doporučujeme

Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...
Hranice svobody

Hranice svobody uzamčeno

Stefan Segi  |  4. 12. 2017
Podle listiny základních práv a svobod, která je integrovaná i v Ústavě ČR, jsou „svoboda projevu a právo na informace zaručeny“ a „cenzura je...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné