Loomades paistavad aeglased füsioloogilised muutused mille tsüklid kestavad ligikaudu aasta. Osades liikides, sealhulgas inimestes, võib seda aeglast bioloogilist kella nihutada suvise või talvise aja imiteerimisega ning osadel liikidel ei paista see aastane kell valgusest sõltuv.
Üldiselt on kevadine pikenevate päevadega periood jooksuaeg pisematele kiiremini sündivatele liikidele ning suurematel liikidel nagu karudel, hirvedel ja põtradel kaldub jooksuaeg olema siis kui päevad hakkavad lühemaks jääma. Kuigi uuringud inimeste suguhormoonide kõikumises eri kuudel ei ole väga ühesugused kaldub testosteroon olema mõlemal sool kõrgem pigem aasta teisel poolel.
Kord aastas paljunevate liikidega on lihtsam näha suuri muutusi suguhormoonides kuid inimestel pole väga selget kõrgete suguhormoonidega perioodi ning muutusi kehas nagu näiteks munandite ruumala suurenemine mida esineb kord aastas paarituvates liiikides.
Testosteroon kaldub inimestel olema mõlemal sool kõrgeim tavaliselt suve teisel poolel kuni talve keskpaigani. Teised suguhormoonid on oma maksimumis teistel aegadel.
Üks aju osa mida mitmetes uuringutes selle aastase kella osana korduvalt nimetati on ajuripatsi varres olev pars tuberalis nimeline piirkond. Selle rakuline koostis muutub aeglaselt sõltuvalt päeva pikkusest ning eritavad pikemate päevadega ajal rohkem hormoone. Lisaks pars tuberalis'ele on ajuripatsi lähedane hüpotaalamuse alaosa aastaajast sõltuv paistes sisaldavat jooksuaega algatavaid piirkondi.
Hormoonide kõikumine
Teistsugused hormoonide kõikumised saadi uuringus kus mõõdeti hormoonide ja sperma kontsentratsioone 270'l mehel enne ja pärast vasektoomiat. Nende keskmine vanus oli 32 aastat ja tõenäoliselt vähem mõjutatud kooli poolt.
Folliikulit stimuleeriva hormooni (FSH) tase oli kõrgem juuli kuni oktoobri paiku. Luteiniseeriva hormooni (LH) tase oli kõrgem aasta teisel poolel. Testsoterooni tase oli kaootilisem aga autori sõnul oli see kõrge sügisel. Estradiooli tase oli kõrgem kevadel ja sügisel. Dihüdroprogesterooni (DHP) tase oli juulis tipus.
Vasektoomia järel suurenes luteiniseeriva hormooni ja testosterooni tase plasmas ~10% kuid FSH, östrogeeni ja dihüdroprogesterooni tase ei paistnud muutuvat. Lisaks kadus vasektoomia järel aastaaegadest sõltuvad muutused testosterooni, östrogeeni ja luteiniseeriva hormooni tasemes. Dihüdroprogesteroon oli ainus uuritutest hormoonidest mille tase kõikus vasektoomia järgsetel aastatel sarnaselt edasi.
6-10 aastaste laste veres paistis kõrgeim LH tase jaanuari paiku ning testosteroonil (mida mõõdeti ainult poistel) oli kõrgeim tase juuni paiku. Prolaktiinil hooajalist kõikumist poistel ei paistnud kuid tüdrukutel oli aastase rütmiga kõikumine kus kõrgeim tase oli märtsi paiku. FSH ja kortisooli tasemes ei paistnud selget aastaajalist rütmi.
Angiotensiin II ja endoteliin-1 (mõlemad on sarnased veresooni kitsendavad põletikku tekitavad ained) aastane miinimum veres on jaanuari paiku ja maksimum juulis. Mõlema kontsentratsioon tõusis temperatuuriga. Adrenaliini ja noradrenaliini kontsentratsioonid olid maksimumis kui endoteliin 1 ja angiotensiin II olid miinimumis ning miinimumis juuli paiku olles madalamad soojemal ajal. Uuring toimus Saksamaal ja sellel perioodil oli külmeim kuu jaanuaris ning soojeim juulis.
Meeste plasmas oli ühes uuringus kõrgeim testosterooni, luteiniseeriva hormooni, folliikulit stimuleeriva hormooni ja inhibiini tase juuni paiku (kõrge ka mais ja juulis).
5 noore mehe plasma ja uriini hormoone mõõtes oli kõrgeim FSH ja kortisooli sisaldus feebruaris, LH'l ning aldosteroonil märtsis, reniinil aprillis, T4 septembris (kõrgeim seksuaalne aktiivsus osalejate väitel oli samuti septembris) ja testosteroonil oktoobris.
Türosiini hüdroksülaasi e TH (dopamiini, noradrenaliini ja adrenaliini sünteesiks vajalik ensüüm) ning dopamiini transporteri tihedus paistsid suvel suuremad. Võrreldi 5 talvel surnud ja 5 suvel surnud inimeste keskajusid. TH sisaldusega neuronite tihedus oli suvel ~6 korda tihedam kui talvel ning TH mittesisaldavate neuronite tihedus oli suvel ~2,5 korda madalam kui talvel. Dopamiini transporteriga neuronite tihedus oli suvel ~2 korda suurem. Madalam dopamiini süntees talvel võib olla talvemasenduse üks põhjus. Inimeste hüpotaalamustes (surnute ajusid uurides) paistab dopamiinil aastas 2 tippu ja 2 madalseisu. Tipud on jaanuar-feebruar ning august-september. Miinimumid on märts-juuni ja oktoober-detsember.
Hüpotaalamuse Dio2 stimuleerib T3 tootmist (inaktiivsest T4'st toodetav aktiivne kilpnäärme hormooni vorm) ja on rohkem aktiivne suvel. Dio3 inaktiveerib T3 ja selle proportsioon suureneb pimedal ajal. Uuriti Soay lambatõugu ja nende Dio2/Dio3 proportsioone (Soay lambad paistavad aretamisega vähem moonutatud ürgsemale lambale lähedasema lambaliigina kellel on lühike pruun karvastik ja kelle jooksuaeg on sügisel). Pikkade päevade ajal suurenes Dio2 tihedus mida oli enim ajuripatsi varre, selle lähedase hüpotaalamuse osa juures ja paraventrikulaarses tsoonis. Lühikeste päevade ajal suurenes Dio3 toodang kuid seda toodeti näiliselt ainult paraventrikulaarses tsoonis. Dio3 toodang suurenes ja Dio2 oma langes umbes samaaegselt kui TSH süntees suurenes.
Hüpotaalamuses vasopresiini sisaldav bioloogilise kella komponendiks olev suprakiasmaatiline tuum on inimestes (uuriti 48 inimese aju) oktoobri-novembri paiku ~2,5 korda suurema ruumalaga ja 2,7 korda rohkem vasopressiini sisaldavaid rakke kui mai-juuni perioodil. Ruumala kõikumine ei olnud siinuslaine laadselt ühtlane. See saavutas maksimumi sügisel, seejärel oli talvel platool ja langes hiliskevadel-varasuvel miinimumi. Hüpotaalamuse vasopressiini sisaldavates paraventrikulaarse tuuma (muuhulgas isu reguleeriva rolliga) neuronites ei leitud aastaajalist kõikumist vasopressiini tootmises.
Vasopressiin on ka hormoon mis kõigub ööpäevaste tsüklitega. Meeste veres on vasopressiini miinimum "hilisel pärastlõunal" ja maksimum kell 2 öösel. Vere oksütotsiini miinimum ja maksimum kattusid vasopressiini omaga.
Võimalik et hüpotaalamuse vasopressiini tõus on seotud peaaegu igat sorti pimedusega. CBA/J hiirte tõu üks omadus on valgusretseptorite suremine võrkkestas noorelt sünni järel kuigi osad valgustundlikud rakud jäävad. Ka nende hüpotaalamuses suureneb vasopressiini hulk.
Vasopressiin paistab hüpotaalamuses kõrgenenud depressiooni korral kuid kohas kus see ei paista aastaajast sõltuvalt kõikuvana. Uuring oli tehtud surnutega. Paraventrikulaarses tuumas paistis depressiooni diagnoosiga inimeste ajudes (8 inimest vanuses 21-85) antikehadega mõõtes vasopressiini keskmiselt 56% rohkem ja oksütotsiini 26% rohkem kui kontrollgrupi (8 inimest vanuses 23-88). Vasopressiin ja oksütotsiin võivad potentsiaalselt aktiveerida stressihormoonide eritumist võimendades kortikotropiini vabastava hormooni eritumist.
Hüpotaalamuse anterioorsest osast erituval vasopressiinil on mõju isaste agressiivsusele. Uruhiirte isased kes on leidnud emase partneri hakkavad võõraste emaste ja isaste suhtes agressiivsemalt käituma. Vasopressiini agonistid võivad agressiivsust võimendada ja antagonistid vähendada. Parteneri leidnud isastel paistis anterioorses hüpotaalamuses rohkem vasopressiini seondumist. Korduv amfetamiini andmine uruhiirtele suurendas selles piirkonnas vasopressiini tootmist ning lisas agressiivsust nii tuttavate kui võõraste emaste suhtes kuid vasopressiini antagonistid olevat seda vähendanud.
Glükortikoidide tase on inimestel sarnaselt teiste talvel ärkvel liikidega madalam kevadel ja suvel ning kõrgeim sügisel ja talvel (uriinis kõrgeim detsembris ja jaanuaris). Kui inimesi hoiti suvel rohkem pimedas siis suurenes üldine glükokortikoidide kontsentratsioon.
Kuigi lühiajaline stress võib suurendada rottidel söömist on pikaajaline stress pigem söömist ja kaalu vähendav. Samas kui oli saada magusat ja rasvast toitu siis võis krooniline stress suurendada söömist.
Inimeste puhul on krooniline stress samuti söömist suurendav kui midagi maitsvat oli läheduses saadaval. Võivad olla soolised erinevused mida süüakse sest kui tekitati stress andes lahendada lahendamatut anagrammi siis naised eelistasid saadud stressiga rohkem magusat kui mehed.
Näljahormoon ghreliin kaldub olema kõrgeimal tasemel suvel ja sügisel kui toitu on rohkesti saadaval ja minimaalselt talvel kui toitu on vähe.
Leptiin on söögiisu vähendav ja energia kulutamist stimuleeriv hormoon mille tase tõuseb söömise järel. Kui ghreliin stimuleerib dopamiini eritumist ventraalsest tegmentaalsest alast siis leptiin inhibeerib dopamiini eritumist. Leptiini retseptorite tihedus langeb hamstrite hüpotaalamuses talvel kuid suureneb kuid neid teistel aegadel vähe toita. Lühikeses valgusperioodis viibivatele hamstritele mõjus leptiin tugevamalt isu vähendavalt kui pika valgusperioodiga ajal kuid pika valgusperioodi ajal on leptiini tase ~2-3 korda kõrgem. Suvel paistab loomades vähem tundlikkust leptiini toime suhtes kui talvel.
Ka teised närilised (voles) omavad lühikese valgusperioodiga aegadel kordades vähem leptiini veres ja nad söövad rohkem kuigi keha rasvasisaldus langeb ning temperatuur võib olla suvine ja toit pole piiratud. Leptiini retseptoreid esineb amügdalas ja need võivad potentsiaalselt põhjustada stressi laadset seisundit mis võib hoida isendi aktiivsemalt.
Immuunsüsteemis suureneb Inglismaa talvel põletikku tekitavate valkude süntees. Põletikuvastase bioloogilise kella valgu BMAL1 tase veres oli suvel kuni ~1,5 korda kõrgem kui talve miinimumis. Päeva siseselt ei paistnud erinevust BMAL1 tasemes. Estradiooli retseptoreid toodeti rohkem suvel. Teine riik mille elanike immuunsüsteemi aktiivsust vaadeldi oli ekvaatori lähedal kuid samuti põhjapoolkeral asuv Gambia kus põletikunäitajad oli kõrgeimad vihmaperioodil (juuni-oktoober) mis võis olla aeg kus nakkushaigused vohavad rohkem.
Muutused käitumises
Illustratsioon (allikas) inimeste sünnikuude sagedustest eri kuudel. Riigid on järjestatud ülalt alla põhjapooluse poolt lõunapooluse poole. Eesti puhul paistab erinevus sündide arvus kõrgeima sündivusega kuudel ~20-30% kõrgem kui madalaima sündivusega kuudel. Põhjapoolkeral sünnitakse tihedamalt tavaliselt juulis kuni septembris mis viitab viljastamisele tavaliselt vahemikus september kuni jaanuar. Troopikas ja ekvaatori lähedal on sagedasemad sünniajad rohkem aasta lõpus ja neis paistab kevad tavalisema viljastumise ajana.
Kui vaadeldi vägistamiste aegasid Pariisis (6 aasta andmed) ja Houstonis (2 aasta andmed) 1970ndatel siis leiti mõlemas linnas suuremat vägistamiste arvu suve keskel või lõpu poolel. Pariisis oli miinimum feebruaris ja maksimum augustis. Houstonis oli miinimum märtsi-aprilli ajal ja maksimum augusti paiku. Mõlemas linnas oli maksimum ~21% üle aasta keskmise. Lisaks olid andmed suguhaiguste diagnoosiajad 10 aasta jooksul kõige sagedamalt oktoobri ja novembri paiku. Rasestumisvastaste vahendite müük ja seksuaalne aktiivsus suurenes autorite väitel siis kui päevad hakkavad lühenema.
1979-2009 avaldatud enesetappude aegasid uurinud artiklid leidsid enamasti kõige rohkem enesetappe kevadel (põhiliselt vanemad mehed). Teine väiksem tõus enesetappudes paistis sügisel.
Külmaga kohanemine
Külmaga kohastumine toimub külmaga kokkupuutumise järel päevade jooksul. Rasvkoe rakud võivad selle aja sees suurenenud mitokondrite sisaldusest pruunikamaks minna muutudes osaliselt pruuniks rasvkoeks. Mitokondrites võib tegevus nihkuda ATP toodangult soojuse toodangule aktiveerides rohkem UCP valkusid. UCP (uncoupling protein) asub mitokondris samas membraanis mis sisaldab ka ATP'd sünteesivaid valke ja mõlemad töötavad H+ ioonide läbi laskmisega kuid UCP ei sünteesi näiliselt midagi ja vesinikioonide läbivoolust toodavad need ainult soojust. See kas vesinikioonid lähevad ATP süntaasi või UCP töös hoidmisele paistab ajas muutlik ja hormoonid võivad mõjutada kumb valk aktiveerub rohkem. ATP on vajalik sooja tootmisel värisedes kuid UCP soendab värisemiseta.
UCP valkudel paistab veel muidki kaitsvaid rolle peale alajahtumise vastase kaitse. Neil paistab kaitsev roll isheemia ajal ning need vähendavad reaktiivsete hapnikuühendite teket. Vesinikioonid võivad alal hoida ATP sünteesi ja UCP tööd kuid liigne vesinikioonide kontsentratsioon mitokondrite membraanide vahel võib olla kahjulik ning UCP on võimalik kaitsemehhanism mis aitab vesinikioonide kontsentratsiooni kahjutumalt vähendada. Lisaks on UCP'l võimalik seos pikaealisusega. Samas amülotroofse lateraalse skleroosiga võib UCP üle tootmine kiirendada seisundi halvenemist.
Erinevalt nummerdatud UCP valkusid toodetakse eri kudedes. UCP1 toodang on rasvkoes, UCP2 toodetakse peaaegu igas koes, UCP3 toodetakse rohkem skeletilihastes (vähemal määral südames ning pruunis rasvkoes) ning UCP4 ja UCP5 toodetakse laialdaselt kesknärvisüsteemi (UCP2 tootmist on närvisüsteemis kontsentreeritumalt ajutüves, basaalganglionis ja hüpotaalamuses).
Kuna UCP2 toodang on väga laialdane ja selle töö mõjutab peaaegu igat rakutüüpi on uuritud selle puudumise tagajärgi ning leitud lühemat eluiga UCP2 kaotusega mutantidel. Üks moodus UCP2 ja UCP3 aktiivsuse suurendamiseks paistab kalorite piiramine.
Noradrenaliin ja T3 paistavad samuti UCP aktiivsuse suurendajatena.
UCP tootmine olla suurenenud lisaks külmaga kokkupuute järel veel palaviku, hüpertüroidismi, kõrge leptiini taseme ning näljaga. UCP valgud paistavad osalejatena rasvade töötluses ja/või transpordis vältides nende liigset kuhjumist ja vähemalt UCP3 tootmine sõltub rasvadest.
Lihtsustatud illustratsioon mitokondri struktuurist. Välise ja sisemise membraani vahel tekitatakse hapniku ja toitainete tarbimisega kõrge vesinikioonide kontsentratsioon mis proovivad voolata mitokondri keskel olevasse maatriksi nimelisse negatiivsemalt laetud õõnsusesse. Osad vesinikioonid voolavad läbi ATPaasi ja teised läbi UCP. UCP võib osaleda vabade rasvhapete (FA) transpordis. UCP valgud ise võivad olla aktiveeritavad rasvade lagundamisel tekkinud ainete mõjul.
T3 stimuleerib mitokondrite DNA paljundamist ja ühes uuringus suurendas 1-3 päevaga "kõigi" mitokondri RNA'de hulka 2-8 korda.
Kilpnäärme hormooni puudusega rotid surevad kergesti külmas keskkonnas ja nende pruun rasvhape ei aktiveeru eriti noradrenaliini saamisel. UCP1 sisaldus on neil väiksem. T4 andmine loomulikes doosides taastab külma taluvuse osaliselt kuid suuremate T4 doosidega oli effekt nõrgem. Dio2 ensüüm teeb T4st aktiivse T3 ning Dio2 on stimuleeritud sümpateetilise närvisüsteemi noradrenaliini poolt kuid inhibeeritud rohke T4 poolt mistõttu suured T4 doosid takistavad T3 tootmist. T3 suurendab näriliste skeletilihastes ja südames UCP toodangut. Mitokondrites suurendab T3 metabolismi tsitraaditsükli aktiivsust kuid ei muuda ATP sünteesi.
Külmas keskkonnas olek mõjutab kilpnäärmehormoonide kontsentratsiooni veres. T3 ja T4 on veres tavaliselt seotud valkudega. Kilpnäärme ja adrenaliininäärmete hormoonid toodavad soojust stimuleerides UCP tööd. T3 ja T4 eritumist stimuleerib TSH (kilpnääret stimuleeriv hormoon) ning kilpnäärmehormoonid stimuleerivad UCP toodangut. 0,5 kuni mitmetunnine viibimine 5-10 C ruumis kergelt riietunult ei muutnud T3, T4 ja TSH kontsentratsiooni. Liha käitlevad töötajatel kes töötavad soojades riietes tundide viisi alla -20 C ruumis langes veres T4 ja T3 kontsentratsioon. Teistes kohtades kus töötajad on pikalt -10 kuni +8 kraadistes ruumides ei muutunud T4 kontsentratsioon ning veres langes T3 kogukontsentratsioon kuid suurenes vaba T3 kontsentratsioon. Lühemas ajas ei leidnud autorid muutust T3 ja T4 tasemes kuid pikemaajalises külmas olekuga, näiteks külmade talvedega piirkondades, suureneb esialgu kilpnäärmehormoonide tarbimine mis väljendub vaba T3 ja T4 kontsentratsioonide langusega veres. T3 ja T4 langusega koos esineb tavaliselt ka füüsilise ja vaimse võimekuse langus. Antarktikas elavatel inimestel eelnevad meeleoluhäiretele T3 taseme langus mida sai vähendada T4 andmisega.
Kortisool on metabolismi stimuleeriv ja immuunsüsteemi inhibeeriv hormoon millel ei paistnud selget reaktsiooni külmale. Osad uurijad leidsid selle kontsentratsiooni tõusu külmaga, teised hoopis langust ja osad ei leidnud muutuseid.
Aldosterooni tase veres ei muutunud ühes uuringus kui oldi tund aega 4 C õhutemperatuuriga ruumis kuid aldosterooni tase muutus kui käsi hoiti 2 minutit 0 C vee sees ning aldosterooni tase kaldub tõusma kui käed on alla 21 C vee sees.
Adrenaliini kontsentratsioon veres võib tõusta kuid paistab et külma õhu puhul vajab see intentsiivsemat külma kui 3 tundi -5 C ruumis. Samas noradrenaliini (mis vabaneb verre sümpateetilistest närvidest) kontsentratsioon võis veres märgatavalt tõusta 5 minutiga 4 C õhu käes.
Korduvalt külmas (3-6 tundi päevas ~10 päeva järjest) 4 C õhus hoitud hiirtes suurenes rasvkoes UCP1 süntees peaaegu 2,5 korda ja rasvkude läks pruunikamaks pruuni rasvkoe moodustumisest. Valge rasvkude on rasva hoidla kuid külmaga võib see muutuda kergelt pruuniks hoogsamalt rasva tarbivaks soojuse tootjaks. Erinevalt vastsündinutest ei ole täiskasvanud inimestes pruuni rasva kerge märgata. Esimeste päevadega suurenes toidu tarbimine saavutades maksimumi 5 päevaga ja langes 12 päevaga algtasemel.
3 korda nädalas 10 nädalat järjest 1-8 tundi päevas 4 C õhus viibinud hiirte kalorite tarbimine kahekordistus ning uuringu jooksul kasvas kaal aeglaselt. Pruuni rasvkoe teke ja suurenenud UCP1 toodang paistab osaliselt adrenaliini beeta-3 retseptori poolt põhjustatud kuna beeta-3 agonistid võivad tekitada ebaloomulikult palju UCP'd ja pruuni rasvkude.
Kui hiirtele anti tugevat selektiivselt beeta-3 retseptori agonisti CL 316,243 siis nende metabolism ja hapnikutarbimine ligikaudu kahekordistusid. Insuliini tase kasvas 50-100 korda ja toidu tarbimine langes umbes poole võrra. Selle retseptori puudusega mutanthiirtel ei paistnud muutusi CL andmisel. Retseptori aktiveerimisel suureneb rasvavarude lagundamine vabadeks rasvhapeteks mis omakorda võivad toimida UCP1 ja UCP2 stimuleerijatena. Kuigi hiirtel on beeta-3 retseptoreid palju nii valges kui pruunis rasvkoes on need inimeste valges rasvkoes puudu või haruldased kuid pruunis rasvkoes on neid rohkelt.
Külma (6,3 C) õhuga ruumis 90 minutit istudes langes katsealustel (5 ~30 aastast naist) veres leptiin 30, 60 ja 90 minutiga vastavalt 14%,17% ja 22%. Noradrenaliini kontsentratsioon tõusis neil veres 400-500% ja glütserool 110%.
Valguse mõjust
Illustratsioon imetajate ajuripatsi piirkonna rakkudest. LP tähistab pikka valgusperioodi (long photoperiod) ja SP lühikest valgusperioodi (short photoperiod). Pikkadel päevadel suurenes prolaktiini eritumine ning lühikestel päevadel luteiniseeriva hormooni ja folliikulit stimuleeriva hormooni eritumine. Tanycyte on rakutüüp mis asub hüpotaalamuse 3. ventriikuli kuid ka seljaaju tsentraalkanali ümber. ME (median eminence) on hüpotaalamuse osa mille küljes asub ajuripats, PT (pars tuberalis) on ajuripatsi kitsas tüveosa mis sisaldab kilpnääret stimuleerivat hormooni (TSH) ja neurokiniin A (NKA) eritavaid thyrothroph rakke ning PD ajuripatsi laiem ots mis eritab hormoone verre. EYA3 on geeniregulatsiooni mõjutav valku mille proportsioon suureneb pikkadel päevadel ning CHGA on samades rakkudes olev geeniregulatsiooni reguleerija mille osakaal suureneb lühikeste päevadega. EYA3 ja CHGA proportsioonid PT's kontrollivad aeglaselt struktuuri muutusi ajuripatsis ja hüpotaalamuses muutes rakkude proportsioone ja ühendusi eri aastaaegadel.
Lisaks EYA3'le ja CHGA'le võib olla veel talviseid ja suviseid geeniekspressiooni reguleerijaid aga need 2 paistavad rohkem uuritud. EYA3 saavutab oma maksimumtaseme ~12 tundi pärast pimeda aja algust. Pikematel öödel on 12 tundi hiljem veel pime, melatoniini tase kõrgem ning melatoniin inhibeerib EYA3 ekspressiooni. Lühematel suveöödel on 12 tundi pärast pimeduse algust valgeks läinud ja valgus on hakanud takistama melatoniini tööd mistõttu EYA3 ei ole inhibeeritud ning see saab hakata stimuleerima kilpnääret stimuleeriva hormooni sünteesi. Ühe ühise tagajärjena suureneb seejärel T3 kontsentratsioon imetajate ja lindude hüpotaalamuses.
Lühikeste valgusperioodidega suurenes (~3 kordselt) kindlamalt CHGA (chromogranin A) mida paistis ainult PT thyrothroph rakkudes. Selle toodang suurenes kui katseloomad olid 4 nädalat lühikeste valgusperioodiga keskkonnas ning EYA3 valkusid autorid siis enam ei leidnud kuigi eya3 RNA oli leitav. 4 nädalaga pärast pikema valgusperioodi algust suurenes eya3 ekspressioon 5 korda.
Lühikeste perioodidega ajas olid PT thyrothroph rakud hajutatud väheste ühendustega ning ümbritsetud omavahel ühendatud FS rakkudega mis ei erita hormoone ja paistavad pigem rakke neelava rolliga. Pikal valgusperioodil oli vastupidine olukord kus FS rakud oli hajusalt väheste ühendustega ja thryothroph rakud moodustasid tihedalt ühendatud võrgustikke ning olid lisaks ~3 korda suurema ruumalaga.
EYA3 poolt stimuleeritud muutused, mis stimuleerivad kilpnääret stimuleeriva hormooni eritumist reguleerivad liike igas kliimavöötmes (sh troopikas), aitavad kohaneda neis kõigis toimuvate muutustega keskkonnas. Pisemad liigid oma lühikese tiinusega liigid paarituvad tavaliselt pikenevate päevade ajal kevadel ning suuremad liigid on viljakad pigem siis kui päevad hakkavad lühenema. Päeva pikkus võib reguleerida kehamassi, karvkatte vahetumist teisevärvilise vastu, migratsiooni ja paaritumist ning üks ülekattuv nähtus on päevade pikenemisega kaasnevatel muutustel eelnev ajuripatsist pärineva prolaktiini taseme tõus veres. Kui hamstreid hoiti mõned nädalad pika valgusperioodiga keskkonnas kuni nad said suvise tumeda karvastiku ja seejärel pandi rohkem kui aastaks lühikese valgusperioodiga keskkonda siis esialgu neil prolaktiin jälle langes ~16 nädalaga miinimumi ning kasukas läks valgemaks nagu läheneks talv kuid seejärel ~20 nädalaga tõusis neil sujuvalt prolaktiini tase ja neil taastus suvine tume karvastik. Kui oinaid hoiti üle aasta pikalt sama valgusperioodiga keskkonnas siis ka neil hakkas umbes poole aastaste vahedega keha reageerima nagu päevad oleks lühenenud.
Mitte kõik liigid ei kohane suvise või talvise valgusperioodiga sarnaselt. Osad liigid nagu puuvilja nahkhiired ja talveunega maa all elavad oravad omavad aeglast bioloogilist kella mis ei nihku kui teise aastaaja valgusperioodi muuta ebaloomulikult.
Melatoniini retseptorid hüpotaalamuse mediobasaalses osas paistavad olulised seksuaalaktiivsuse stimuleerimisel sobiva valgusperioodiga. Nende stimuleerimine melatoniiniga võib suurendada gonadotrofiini eritumist ja selle piirkonna kahjustamine võib kaotada muutused gonaadides eri valgusperioodidel. Jooksuaega algatavaid rakke pole kindlalt tuvastatud kuid võimalik et POMC (proopiomelanokortiin) rakud hüpotaalamuses osalevad selles kuna need reguleerivad gonadotrofiini vabastava hormooni eritumist. POMC on algmaterjal mitmetele signaalmolekulidele sõltuvalt kuidas neid lõigatakse. Osad produktid on opioidid nagu näiteks beeta-endorfiin ja met-enkefaliin. Erinevalt kiirema toimega prolaktiinist mõjuvad gonadotrofiinide ja gonaadide vahelised muutused aeglasemalt läbi paljude nädalate.
UV valgus suurendas ühes 12 katsealusega inimuuringus nahas (biopsia võeti 24 tundi pärast valguse saamist) endorfiini kontsentratsiooni 11'l katsealusel.
POMC tootmine toimub ka nahas ja üks nähtus mida see paistab tekitavat on soov olla päikesevalguses kuna UV valgus suurendab nahas endorfiinide tootmist. See nähtus esineb ka närilistes ja autorid oletasid et tung olla UV valguses võib olla mehhanism mis aitab vitamiin D sünteesile kaasa kuid mis motiveerib osasid inimesi ebatervislikult palju päevitama. Autorid andsid hiirtele väikese UV valguse doosi mis on võrreldav ~20-30 minutilise keskpäeva päikevalgusest saadava UV doosiga Floridas.
No comments:
Post a Comment