Ciclul somn-veghe, esențial pentru funcționarea mecanismelor moleculare

Ceasul intern controlează procesele fiziologice ale organismului uman, prezicând modificările de mediu, precum trecerea de la zi la noapte. Influența pe care ritmul circadian și somnul o au asupra mecanismelor moleculare de la nivel celular nu este pe deplin cunoscută. Două articole recente aduc în atenție acest subiect, arătând cât de important este ciclul somn-veghe, mai degrabă decât ceasul circadian, pentru proteina și dinamica fosforilării în sinapsă, pentru reglarea activității. Ciclurile de veghe-somn joacă rolul central în reglarea temporală a multor aspecte ale funcțiilor sinaptice.

Echipe de specialiști în cronobiologie de la Institutul de Psihologie Medicală din Munchen au investigat modul în care este afectat de privarea de somn proteomul sinaptic și fosfoproteomul, dar și cum sunt acestea modelate dinamic de-a lungul zilei. În cadrul unuia dintre studii, grupul de cercetători au arătat că într-o zi normală o pătrime dintre cele opt mii de fosforilări ce au loc în proteinele sinaptice critice oscilează în două vârfuri principale. Unul dintre vârfurile de fosforilare a fost depistat la trezirea șoarecilor, iar cel de al doilea chiar înainte ca aceștia să adoarmă, lucru care sugerează că fosforilarea joacă un rol cheie în reglarea funcției sinaptice, preponderent la tranzițiile somn-veghe-somn. Pentru a putea evidenția dinamica zilei a proteinei și fosforilării în sinapsele izolate din creierele șoarecilor de laborator, cronobiologii au utilizat proteomice cantitative bazate pe spectrometrie de masă.

În cadrul celui de al doilea studiu publicat, același grup de cercetători, în colaborare cu oameni de știință de la Universitatea din Zurich, au dovedit că abundența de proteine sinaptice este, de asemenea, modelată ritmic de ciclurile de veghe. Cercetătorii au demonstrat că producția ciclică de proteine din molecule mesagere este declanșată de activitatea sinaptică, dar și că singura care depinde complet de ciclurile veghe-somn este producția de proteine. În cazul acumulării în sinapse a moleculelor de mesagerie, este vorba de un răspuns la mecanismele circadiene.

sursa: Science Daily