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哺乳動(dòng)物體溫維持37℃的關(guān)鍵神經(jīng)元確定

2022-12-26 08:11:07 來源:瀟湘晨報(bào)


(資料圖片僅供參考)

科技日?qǐng)?bào)訊 (記者張夢(mèng)然)日本名古屋大學(xué)的一個(gè)研究小組報(bào)告說,大腦視前區(qū)的EP3神經(jīng)元在調(diào)節(jié)哺乳動(dòng)物體溫方面起著關(guān)鍵作用。這一發(fā)現(xiàn)有助開發(fā)一種人工調(diào)節(jié)體溫技術(shù),幫助治療中暑、體溫過低甚至肥胖癥。相關(guān)研究發(fā)表在最近的《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。

人類和許多其它哺乳動(dòng)物的體溫維持在37℃左右,當(dāng)體溫明顯偏離正常范圍時(shí),可能對(duì)身體功能造成傷害,導(dǎo)致中暑、體溫過低甚至死亡。

大腦的溫度調(diào)節(jié)中心位于視前區(qū),這是控制身體重要功能的下丘腦的一部分。例如,當(dāng)視前區(qū)接收到來自前列腺素E(PGE_2,為響應(yīng)感染而產(chǎn)生)介質(zhì)的信號(hào)時(shí),該區(qū)域會(huì)發(fā)出提高體溫的命令,以對(duì)抗病毒、細(xì)菌和其他致病生物。

為識(shí)別究竟是視前區(qū)的哪些神經(jīng)元釋放了升高或降低體溫的命令,名古屋大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)使用大鼠開展了研究。他們首先研究了視前區(qū)EP3神經(jīng)元的活動(dòng)如何隨著環(huán)境溫度的變化而變化。大鼠舒適的環(huán)境溫度為28℃左右。在兩個(gè)小時(shí)內(nèi),研究人員將大鼠暴露在寒冷(4℃)、室溫(24℃)和高溫(36℃)環(huán)境中。結(jié)果表明,暴露于36℃會(huì)激活EP3神經(jīng)元,而暴露于4℃和24℃則不會(huì)。

研究團(tuán)隊(duì)隨后觀察了視前區(qū)EP3神經(jīng)元的神經(jīng)纖維,以確定其信號(hào)傳輸?shù)奈恢?。結(jié)果發(fā)現(xiàn),神經(jīng)纖維分布到不同的大腦區(qū)域,特別是分布到激活交感神經(jīng)系統(tǒng)的背內(nèi)側(cè)下丘腦(DMH)。分析還表明,EP3神經(jīng)元用于向DMH傳輸信號(hào)的物質(zhì)是γ-氨基丁酸(GABA),它是神經(jīng)元興奮的主要抑制劑。

為了進(jìn)一步研究EP3神經(jīng)元在溫度調(diào)節(jié)中的作用,研究人員使用化學(xué)遺傳學(xué)方法人為地操縱了它們的活動(dòng)。他們發(fā)現(xiàn)激活神經(jīng)元會(huì)導(dǎo)致體溫下降,而抑制它們的活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致體溫升高。

綜上所述,視前區(qū)的EP3神經(jīng)元通過釋放GABA向DMH神經(jīng)元發(fā)送抑制信號(hào)以控制交感神經(jīng)反應(yīng),從而在調(diào)節(jié)體溫方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。

這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)可為人工調(diào)節(jié)體溫技術(shù)的發(fā)展鋪平道路,或許還有助于治療肥胖癥,通過保持體溫略高于正常水平來促進(jìn)脂肪燃燒。

來源:科技日?qǐng)?bào)

標(biāo)簽: 哺乳動(dòng)物 科技日?qǐng)?bào) 研究人員 名古屋大學(xué) 體溫過低

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