Умеренное воздействие ультрафиолетового света повышает умственную способность мышей благодаря увеличению производства глутамата нейротрансмиттера.
От солнца ультрафиолетовое (УФ) излучение является основной причиной рака кожи, но оно дает некоторые преимущества здоровью тоже, таких как повышение производства основного витамина D и улучшения настроения. Сегодня (17 мая) отчет в Cell добавляет расширенное обучение и память к неожиданным преимуществам UV.
Исследователи обнаружили, что у мышей воздействие ультрафиолетового света активирует молекулярный путь, который увеличивает производство химического глутамата головного мозга, усиливая способность животных учиться и запоминаться.
«Тема представляет большой интерес, поскольку она обеспечивает дополнительную поддержку недавно предложенной теории регулирования ультрафиолетового света головного мозга и центральной нейроэндокринной системы», - сказал дерматолог Анджей Сломинский из Университета Алабамы, который не участвовал в исследовании.
Вэй Сюн из Университета науки и техники Китая, который возглавлял исследование, не собирался исследовать влияние ультрафиолетового света на мозг или связь между кожей и мозгом. Он наткнулся на свое первоначальное открытие «почти случайно», объясняет он в электронном письме «Ученый». Сюн и его коллеги использовали метод масс-спектрометрии , который они недавно разработали для анализа молекулярного содержания одиночных нейронов, когда их результаты выявили неожиданное присутствие урокановой кислоты - малоизвестной молекулы, продуцируемой на коже в ответ на УФ-излучение.
«Это было неожиданностью, потому что мы проверили всю литературу и не обнаружили никаких сообщений о существовании этой небольшой молекулы в центральной нервной системе», - пишет Сюн.
Имея небольшую информацию, Сюн и его коллеги решили посмотреть, может ли ультрафиолетовый свет также увеличивать уровень урокановой кислоты в мозге. Они подвергали мышечных мышей с низкой дозой UVB, ответственных за солнечный ожог у людей, в течение 2 часов, затем проводили масс-спектрометрию на отдельных клетках мозга животных. Разумеется, уровни урокановой кислоты увеличивались в нейронах животных, подвергшихся воздействию света, но не у животных контрольных животных.
Урокановая кислота может поглощать ультрафиолетовые лучи и, как результат, может защитить кожу от вредных воздействий солнца. Но в печени и других периферических тканях кислота также известна как промежуточная молекула, генерируемая в метаболическом пути, который превращает гистидин в глутамат. Учитывая роль глутамата в мозге как возбуждающего нейротрансмиттера, Сюн и его коллеги были заинтересованы проверить, может ли наблюдаемое УФ-зависимое увеличение урокановой кислоты в нейронах может быть связано с увеличением продуцирования глутамата. Это было.
Затем команда показала, что УФ-излучение улучшает электрическую передачу между глютаминергическими нейронами в срезах мозга, взятых у животных, подвергшихся воздействию УФ-излучения, но не у контрольных животных. Этот УФ-индуцированный эффект был предотвращен, когда исследователи ингибировали активность фермента urocanase, которая превращает урокановую кислоту в глутамат, что указывает на то, что кислота действительно является медиатором индуцированного УФ-индуцированным повышением уровня глютаминергической активности.
Наконец, команда показала, что мыши, подвергшиеся воздействию УФ, лучше справляются с задачами в области моторного обучения и распознавания памяти, чем их неэкспонированные копии. И, как и прежде, лечение животных ингибитором уроназы предотвратило УФ-индуцированные улучшения в обучении и памяти. Администрирование урокановой кислоты непосредственно животным, не подверженным ультрафиолетовому излучению, также способствовало аналогичному обучению и улучшению памяти тем, которые достигались при УФ-излучении.
«Умеренное УФ-воздействие усиливает обучение и память, способствуя новому пути биосинтеза глутамата в мозге»