@ 2019.10.23 , 15:00

皮肤可以独立于大脑感受昼夜

乌贼、章鱼、两栖动物和变色龙都是可以在眨眼间改变皮肤颜色的动物。他们的皮肤上有独立于大脑运作的光感受器,这些光感受器是视蛋白家族的一部分。哺乳动物也有视蛋白,它们是视网膜中最丰富的蛋白质,它们分别负责色觉(视锥体视蛋白)和弱光中的视觉(视紫红质)。虽然此前已有研究已经表明,哺乳动物可能在眼睛外也有视蛋白,但是关于它们可能影响什么功能的信息很少。

10月10日发表在《当代生物学》上的一项研究发现,一种被称为神经品质素的视蛋白在老鼠的毛囊中表达,并使皮肤的生物钟与光暗周期同步,完全独立于眼睛或大脑。该研究的主要作者,华盛顿大学医学院眼科学助理教授伊桑·布尔说道:“这是第一次在哺乳动物眼睛之外发现能够直接控制昼夜节律的视蛋白感光器。”

布尔表示,当哺乳动物进化时,大脑接管了身体所有器官感受到的信息。但是这项研究发现,实际上皮肤有着自己的光感受器,这意味着皮肤可以感知现在是白天还是黑夜。该研究的合著者,华盛顿大学医学院眼科学教授兼主席罗斯·范·盖尔德表示:“如果你做一次把培养好的皮肤从西雅图带到日本的模拟(通过模拟跨时区的光线变化),由于视蛋白的作用,皮肤就会发现时区在几天内发生了变化,并开始适应新的时区。”

这一发现对医学的影响仍在调查中。其他实验室的研究表明,皮肤的重要生理机能受到生物钟的控制。例如,北卡罗来纳大学诺贝尔奖得主阿齐兹·桑卡尔小组的研究表明,与下午晚些时候发出的紫外线相比,清晨发出的紫外线对小鼠引发皮肤癌的作用要高五倍,因为昼夜节律改变了皮肤修复DNA损伤的能力。

研究人员现在想知道,如果皮肤暴露在特定类型的光线下,是否会愈合得更好。辛辛那提儿童医院的联合首席研究员理查德·朗表示:“虽然我们的研究还在进行中,但是我们假设一天中特定时间的光线会影响皮肤的愈合。”。目前,利用昼夜节律增强治疗效果是一个很有潜力的研究领域。有研究表明,在白天或晚上的特定时间给药会对药物的有效性产生重大影响,很可能同样的观察结果也适用于皮肤上的感受器。

在这项研究中,研究小组使用了没有视网膜光感受器和无功能性黑视素基因的老鼠。正常情况下,视网膜光感受器与黑视素结合,告知大脑的生物钟是亮还是暗。因此,实验小鼠无法通过大脑与光暗周期同步。然而实验结果表明,这些动物皮肤的昼夜节律仍然与光暗周期保持同步。

phys.org


支付宝打赏 [x]
您的大名: 打赏金额:

赞一个 (4)