Jak ovlivňuje opiátová závislost matek vývoj cirkadiánních hodin?
Během evoluce se cirkadiánní rytmy vyvinuly jako adaptace na periodické změny ve vnějším prostředí, které souvisí se střídáním dne a noci v důsledku otáčení Země kolem své osy. Všechny organismy v přírodě vykazují denní rytmy ve většině svých fyziologických a behaviorálních procesů. U savců jsou koordinovány cirkadiánním pacemakerem, který leží v suprachiasmatických jádrech hypotalamu (SCN). Tyto centrální hodiny pak synchronizují hodiny v jednotlivých buňkách periferních orgánů a tkání, aby vše v těle fungovalo tak, jak má. Tyto rytmy jsou endogenní, vrozené a jejich molekulární podstatou jsou vzájemné interakce tzv. hodinových genů, jejich proteinových produktů a řízených posttranslačních modifikací a probíhají i ve zcela neperiodickém prostředí.
V tomto základním výzkumu se skupina zabývala otázkou vlivu prenatálního a časně postnatálního vystavení morfinu na expresi hodinových genů v centrálních hodinách v suprachiasmatických jádrech a periferních hodinách v játrech potkana a také sledováním aktivity enzymu AA-NAT (aralkylamin N-acetyltransferázy) v epifýze, který hraje zásadní úlohu v syntéze hormonu melatoninu, jehož rytmická regulace je jednou z fyziologicky nejdůležitějších funkcí cirkadiánního pacemakeru.
Jak takový výzkum probíhal? Potkani byli rozděleni do 4 skupin. V první skupině (M+M) byla mláďata, která se narodila matce, jež byla vystavena morfinu od 10. embryonálního dne až do odstavu potomků, mláďata tedy byla vlivu morfinu vystavena jak prenatálně, tak v období laktace. Ve druhé skupině (C+M) byla mláďata narozená matce vystavené morfinu, ale po narození vychovávána matkou bez vystavení morfinu, tedy pod vlivem morfinu pouze prenatálně. Ve třetí skupině (M+C) byla naopak mláďata narozená matce bez opiátové minulosti, ale vychovávána matkou vystavenou opiátům, tedy mláďata byla vystavena vlivu morfinu pouze v období laktace. Poslední skupinou byla mláďata kontrolní (C+C), která nebyla ani prenatálně ani postnatálně vystavena vlivu morfinu. 20. postnatální den byl experiment ukončen a jednotlivé orgány a tkáně byly odebírány v cirkadiánním profilu ve 3 h intervalech. Pomocí in-situ hybridizace byla v SCN stanovena exprese vybraných hodinových genů, pomocí metody qPCR byla stanovena exprese genů v játrech a enzymatickou esejí byla stanovena aktivita enzymu AA-NAT v epifýze.
Naměřená data potvrdila, že vlivem dlouhodobého vystavení morfinu během časného vývoje dochází k ovlivnění exprese hodinových genů jak v centrálním pacemakeru v SCN, tak i v periferních hodinách v játrech. Zdá se, že by změny cirkadiánních parametrů rytmů hodinových genů v SCN a játrech mohly být projevem alostázy, jedná se o snahu o udržení správné funkce hodin v pozdějším období života. Vědci došli také k zajímavému zjištění, že nejvíce byla ovlivněna mláďata, která byla vlivu morfinu vystavena pouze v období laktace. Zdá se, že vystavení nízké dávce morfinu mohlo paradoxně pozitivně ovlivnit dozrávání cirkadiánního systému těchto mláďat, ovšem současně došlo k úplnému vymizení rytmu v aktivitě AA-NAT v epifýze. To by mohlo souviset s péčí náhradní matky i se stresovou zátěží s tím spojenou. Výsledky ukazují, jak důležité je zdraví a pohoda matek pro vývoj základních fyziologických funkcí organismu jakým homeostatický časový systém bezesporu je.
Anežka Ševčíková
Akce dokumentů