Influenza sull'orologio interno La luce intensa ti fa dormire

All'aumentare dell'intensità della luce solare aumenta la quantità di sonno

Per molte persone, la mancanza di luce nei mesi invernali li rende stanchi e impotenti. Tuttavia, alcuni insetti diventano sonnolenti quando la luce del sole è particolarmente intensa. Questo è ciò che i ricercatori hanno scoperto.

Effetti di diverse intensità di luce sul ritmo giorno-notte

Gli esperti di salute generalmente consigliano di prestare attenzione a una luce sufficiente, altrimenti si recupera rapidamente con fatica. In certi insetti, d'altra parte, con l'aumentare dell'intensità della luce solare, la quantità di sonno aumenta, la pausa pranzo si allunga e la ripresa dell'attività si sposta verso sera. Questo è il risultato di ricercatori provenienti dalla Germania e dagli Stati Uniti, che hanno studiato gli effetti di diverse intensità di luce sul ritmo giorno e notte della mosca della frutta Drosophila.

Le persone tendono a stancarsi quando è buio. Ma certi insetti diventano sonnolenti quando la luce del sole è particolarmente intensa. (Immagine: karandaev / fotolia.com)

L'orologio interno è sincronizzato

"Siamo stati in grado di dimostrare che la luce di bassa, media e alta intensità sincronizza l'orologio interno nel cervello della mosca per il giorno di 24 ore su percorsi diversi e specifici", ha spiegato il Prof. Dr. med. Charlotte Helfrich-Förster della Julius-Maximilians-University Würzburg (JMU) in una comunicazione.

Insieme al suo ex dottorando dr. Matthias Schlichting, che ora sta ricercando presso il Laboratorio di Premio Nobel per la Fisiologia 2017, Michael Rosbash, alla Brandeis University di Waltham, Massachusetts (USA), ha condotto lo studio.

I risultati del team sono stati pubblicati nell'attuale numero della rivista "The Journal of Neuroscience".

Inizio ritardato delle solite attività serali

Gli esperimenti mostrano che la luce ad alta intensità influenza in modo significativo il modello di comportamento dei moscerini della frutta. Notevole è stata soprattutto una "siesta" significativamente prolungata della Drosophila di una media di circa un'ora, ma almeno di 30 minuti.

Ciò è stato accompagnato da un avvio ritardato delle solite attività serali, che di solito sono state registrate dalle mosche con un ritardo di 1-2 ore.

I ricercatori, responsabili di questi cambiamenti comportamentali a livello molecolare, sono stati anche in grado di identificare i ricercatori: speciali fotorecettori esterni alla retina noti come occhielli Hofbauer-Buchner-Äuglein o HB.

Questi microscopici "occhi ausiliari" - ognuno di essi è costituito da sole quattro cellule sensoriali - sono noti solo da 30 anni. Sono stati scoperti nel 1989 dai biologi di Würzburg Alois Hofbauer e Erich Buchner.

Alti livelli di luce intensificano la siesta delle mosche

"Siamo stati in grado di mostrare per la prima volta che l'Hofbauer-Buchner-Äuglein reagisce ad alte intensità luminose e rafforza la siesta delle mosche", ha detto Helfrich-Förster.

Il percorso che intraprendono è multi-step: attraverso specifici recettori per l'acetilcolina, gli occhielli HB agiscono su un sottoinsieme dei neuroni dell'orologio, che aumenta i loro livelli di calcio.

Di conseguenza, i neuroni nella parte posteriore del cervello volare rilasciano un neuropeptide speciale - il "fattore di dispersione dei pigmenti" (PDF).

Lì, il PDF influenza l'attività di altri neuroni dell'orologio che regolano la manifestazione della siesta e controllano l'inizio dell'attività serale.

Secondo gli scienziati, questa reazione all'elevata incidenza della luce nella Drosophila è significativa.

"Questo è un meccanismo essenziale per evitare la luce forte e potenzialmente dannosa durante l'ora di pranzo", ha detto il neurobiologo.

Dopotutto, alte intensità di luce sono spesso associate a calde giornate estive, che possono essere particolarmente pericolose per gli insetti - da un lato, perché potrebbero asciugarsi rapidamente, dall'altro, perché sono più facilmente rilevabili nella luce brillante dei loro predatori.

Strutture comparabili nell'uomo

Al fine di escludere la possibilità che non l'intensa radiazione luminosa, ma forse lo sviluppo di calore associato sia l'innesco per il pisolino prolungato, i ricercatori hanno anche effettuato i loro esperimenti su mosche speciali e geneticamente modificate.

Il loro orologio interno non risponde più alle variazioni di temperatura, ma le mosche mostrano ancora il comportamento modificato. Questo suggerisce che l'ingresso leggero è responsabile per il pisolino esteso e l'attività in tarda serata.

Secondo gli autori, i risultati del loro studio mostrano "sorprendenti paralleli con i meccanismi dei mammiferi".

I mammiferi - e anche gli umani - hanno fotorecettori specializzati che percepiscono una luce forte, dirigendo i loro segnali direttamente verso l'orologio interno in un'area speciale dell'ipotalamo.

Non è noto se la loro attivazione, tuttavia, nell'uomo porti ad un'estensione della siesta. Gli scienziati pensano che sia del tutto possibile. (Ad)