Исследователи из Медицинской школы Университета штата Коннектикут (UConn Health, США) на примере нематод C. elegans показывают, как мелатонин активирует канал BK в головном мозге, что способствует сну. Ученые предполагают, что аналогичный процесс происходит в головном мозге человека, передает портал EurekAlert!. Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS.
Мелатонин – гормон сна, который организм производит преимущественно в темноте. Он связывается с рецепторами мелатонина в головном мозге и оказывает стимулирующее действие на сон. Представьте, что рецептор – это замочная скважина, а мелатонин – ключ. Две замочные скважины для мелатонина в клетках мозга человека называются МТ1 и МТ2. Но было не известно, что происходит, когда замочную скважину открывают. Нейробиологи Медицинской школы Университета штата Коннектикут определили этот процесс в своем исследовании с червями C. elegans. Когда мелатонин попадает в рецептор MT1 в примитивном мозгу червя, он открывает калиевый канал, известный как канал ВК.
Основная функция BK-канала в нейронах – ограничивать высвобождение нейротрансмиттеров, которые представляют собой химические вещества, используемые нейронами для общения друг с другом. В поиске факторов, связанных с BK-каналом, ученые обнаружили, что рецептор мелатонина необходим для BK-канала, чтобы ограничивать высвобождение нейротрансмиттера. Впоследствии они определили, что мелатонин способствует сну у червей, активируя канал BK через рецептор мелатонина. Черви, у которых отсутствует секреция мелатонина, рецептор мелатонина или канал ВК, проводят меньше времени во сне (ранее было доказано, что черви тоже спят).
В дальнейшем авторы работы планируют проверить, сохраняется ли связь мелатонин-MT1-BK у мышей. Канал BK участвует в разных видах телесных процессов: от эпилепсии до высокого кровяного давления. Узнав больше о взаимосвязи между BK-каналом, сном и поведенческими изменениями, исследователи надеются лучше понять работу мелатонина, а также помочь людям, страдающим заболеваниями, связанными с BK-каналом.
На изображении нейроны червя Caennorhabditis elegans, экспрессирующие рецептор мелатонина, светятся зеленым цветом.
[Фото: BOJUN CHEN/UCONN HEALTH]
