В человеческом мозге нашли новые 12-часовые ритмы. У шизофреников их нет

Ученым хорошо известны циркадные ритмы — колебания интенсивности различных процессов в организме человека и животных с периодом приблизительно 24 часа. Более короткие, с периодом 12 часов так называемые ультрадианные ритмы были выявлены у обитающих в прибрежной зоне морских животных. Такой же период был выявлен у активности генов нематоды C. Elegans, у мышей и оливковых бабуинов.

Существуют ли в человеческом мозге циклы активности генов с периодом меньше 24 часов, решила выяснить группа ученых из Медицинской школы Питтсбургского университета (США).

Поскольку измерить уровни транскрипции генов в живом мозге затруднительно, ученые брали для исследования образцы тканей мозга недавно умерших людей.

В выборку вошли умершие люди младше 65 лет, время вскрытия которых после смерти не превышало 30 часов — всего 104 человека, а также 46 пациентов с диагностированной ранее шизофренией.

Изучению подверглась дорсолатеральная префронтальная кора — область мозга, отвечающая за исполнительные функции, рабочую память и когнитивную гибкость. Ученые выявили множество генов, активность которых имеет 12-часовые ритмы.

Так, выяснилось, что гены, связанные с выстраиванием связей между нейронами, проявляют максимальную активность вечером и ночью, а отвечающие за функцию митохондрий, активны утром и вечером.

В отличие от здорового мозга в мозге людей с шизофренией нашлось куда меньше генов, имеющих 12-часовые циклы. Так, выяснилось, что отвечающие за выстраивание нейронных связей гены таких циклов не имеют вовсе, а гены, отвечающие за работу митохондрий, такие циклы хоть и имеют, но не демонстрируют пиков активности в «нормальные» периоды дня.

Известно, что у людей с шизофренией наблюдаются нарушения 24-часовых циклов, таких как циклы сна и бодрствования, выделения гормонов и других.

«Мы выяснили, что человеческий мозг имеет не только циркадные (24-часовые) ритмы в экспрессии генов, но и 12-часовые ритмы в ряде генов, имеющих важное значение для работы клеток и поддержки нейронов, — пояснила соавтор исследования Колин Маклунг. — Многие из этих ритмов экспрессии генов отсутствуют у людей с шизофренией, а в ритмах транскрипции, связанной с митохондриями, наблюдается заметный сдвиг, который может приводить к неоптимальной функции митохондрий в те часы, когда клеткам наиболее необходима энергия».

Ученые считают, что открытие позволит лучше понять природу психиатрических заболеваний и скорректировать подходы к их лечению.