12 December 2009

Valguse mõju une-ärkveloleku tsüklile

Tugevat sensoorset elamust pakkuv keskkond aitab ärkvel püsida ja valgusel on selles osas oluline roll.

24 tunnise une-ärkveloleku tsüklis on üheks tugevaks reguleerijaks hüpotaalamuse suprakiasmaatiline tuum, mis asub optilisel kiasmi lähedal ja saab silmast signaale valguse kohta. Selle vigastamisel ahvidel vähenes nende ärkveloleku aeg, kuid ei muutunud sügava ja REM une kestvus. Tugevalt pikenes unelähedane seisund. Ärkveloleku aeg lühenes keskmisel 15+/-6 minuti peale võrreldes 223+/- 10 minutit tervetes isendites. Samas on uuringuid, mis ei leia tugevat muutust ärkvelolekuajas nende kahjustamise järel ning esimese allika autorid pakkusid, et tugevat muutust leidnud uuringute äärmusliku muutuse taga võis olla hüpotaalamuse preoptilise ja anterioorse ala vigastamine ja mitme osa vigastus võis vähendada ka sügava une osakaalu ööpäevas. Selles oleva bioloogilise kella rütmi uuendatakse tavaliselt igal hommikul silmadest tulnud stimuleeriva info poolt ja õhtul (pimedal perioodil) käbikeha toodetud melatoniini poolse inhibitsiooniga.
Melatoniini tase püsib üldiselt stabiilselt rütmilisena ka 50 tunnisel ärkvelolekul.

Ärkvelolekut reguleerivaid signaale võetakse silmas vastu melanopsiini sisaldavate ganglionrakkude poolt, mis jõuavad hüpotaalamusse retinohüpotalaamse närviga. Suprakiasmaatiline tuum ise tekitab signaale tugevamalt ärkveloleku ajal. Melanopsiini sisaldavad rakud saadavad oma signaale veel pretektaalsele alale, mis reguleerib pupilli suurust, ventrolateraalse preoptilisele alale, lateraalsele genikulaat tuumale ja amügdalale.

Unehormooni melatoniini eritumist käbikehast (asukoht) reguleerib suprakiasmaatiline tuum. Melatoniini andmine koguses ~1mg põhjustab üldiselt kiiremat magamajäämist ja mainitud eksperimendis magasid katsealused 16.00 magama minnes võrreldes platseebogrupiga keskmiselt 2 tundi rohkem järgneva 8 tunni jooksul, kuid une koguaeg ei muutunud nagu ka magamajäämiseks kulunud aeg. Suprakiasmaatiline tuum sisaldab suures koguses melatoniini MT1 (Mel1a) ja MT2 (Mel1b) retseptoreid. Melatoniin mõjub inhibeerivalt sümpateetilisele ja parasümpateetilisele närvisüsteemile. Parasümpateetilisele mõjus valguse põhjustatud suprakiasmaatilise tuuma aktivatsioon inhibeerivalt, kuid vastupidine toime oli nähtaval valgusel sümpateetilisele närvisüsteemile.

Melatoniinil on reputatsioon antioksüdandina, kuid selle toime sellena ei paista nii ühekülgselt positiivsena. Näiteks inhibeerib see hapnikuradikaalide tootmist eosinofiilides (üks vere valgelible) kuid neid aineid toodetakse valgelibledes suures koguses ning järsult, et fagotsütoosiga endasse viidud haigustekitajaid rünnata. Selles eksperimendis põhjustas melatoniini lisamine ühele vesinikperoksiidi lagundamist (EPA ensüümi poolt) uurivas eksperimendis vesinikperoksiidi säilimist seda kauem, mida rohkem seda lisati. Positiivse omadusena suudab see samas vältida glutamaadi põhjustatud eksitotoksilisust, kuid autorid täpsustasid, et eksitotoksilisust saab vältida melatoniinikogusega, mida keha ise toota ei suuda.

Ere 4300 lx valgus hommikuti 45 min jooksul põhjustas pikema menstruatsioonitüskliga (30-38 päeva) naistel ajuripatsi kaudu verre vabanevate menstruatsioonitsüklit reguleerivate hormoonide (luteiniseeriv hormoon, folliikulit stimuleeriv hormoon ja prolaktiin) kontsentratsiooni tõusu (kuni 2 kordne erinevus oli ereda ja tuhmi valguse saanute mitmete hormoonide taseme vahel). Lisaks lühenes neil menstruatsioonitsükkel. Eksperiment viidi läbi talvel.

Ärkvelolekule avaldab tugevat toimet valgus ning kõige rohkem aitab inimestel ärkvel ja erksana püsida sinine valgus, punase valguse toime on samas kõige nõrgem. Sinine valgus tugevusel 5 lx (ruumide valgustus on tavaliselt vähemalt kümneid kordi tugevam) 40 minuti jooksul öösel kiirendas pulssi, vähendas melatoniini hulka ja andis subjektiivset erksustunnet. Punane valgus kiirendas pulssi alles 40 lx eredusel. 10 lx sinise ja 40 lx punase valguse mõju melatoniinile olid selles katses võrdsed. Maksimaalne melatoniini inhibitsioon tekib valgustugevusel 1000-10 000 lx.

Melatoniini süntees väheneb vananedes tugevalt nii inimestel, kui teistel imetajatel. Kuna see pääseb kergesti verre, on melatoniini tase käbikehas ja veres tugevas korrelatsioonis. See karihiirtel tehtud uuring näiteks näitas, et vananedes väheneb erinevus öise ja päevase melatoniini taseme vahel peaaegu olematuks. Karihiirte puhul on selline vananemisuuring mugavam, sest juba teisel eluaastal vananevad nad selgelt ja eluiga on kuni 30 kuud laboris. Autorid mainisid, et juba vananenud karihiirtele ei olnud melatoniini andmine efektiivne liikuvusaktiivsuse ööpäevase rütmi taastaja ning melatoniinil oli selles osas säilitav, mitte taastav mõju. Käbikeha vigastamise korral rottidel noores eas tekkisid rutem vananemise märgid nagu oksüdatiivsed kahjustused neerudes, kopsudes ja nahas, kuid selle andmine leevenduseks vananemisega kaasnenud kontsentratsiooni langusele hoiab ära üldiselt ainult unerütmi häired.

Und esile kutsuvaid aineid sünteesitakse kehas palju ja ühtedeks neist on interleukiin-1 (IL-1) ja kasvaja nekroosifaktor alfa (TNF), mis preoptilisse tuuma süstides sügavat und põhjustavad.
Viimased 2 (on teisigi selliseid) põhjustavad muidu palavikku, kui kehas põletiku tõttu valgelibledest verre vabanevad immuunsüsteemi aktiveerimiseks. Kui need ajuripatsi kaudu hüpotaalamusse jõuavad põhjustavad kehatemperatuuri tõusu ja loidust.
TNF tase tõuseb rottidel näiteks pimeduse saabudes 10 korda kõrgemaks öisest miinimumist ja ka inimeste ööpäevane kehatemperatuur kõigub sarnaselt olles varahommikul madal ja õhtuti kõrgem.

No comments: