Циркадные ритмы гипоталамуса: от функции к физиологии

Практически повсеместно встречающиеся эндогенные 24-часовые колебания, известные как циркадные ритмы, регулируют время протекания физиологических функций в организме. Эти внутренние ритмы чувствительны к внешним сигналам — синхронизаторам (zeitgebers), которые согласуют биологические процессы с суточными изменениями освещённости, температуры и доступности пищи. Свет непосредственно синхронизирует работу главного биологического часов организма — супрахиазматического ядра (СХЯ), расположенного в гипоталамусе и отвечающего за согласование внутренних ритмов. Однако новые данные подчёркивают важную роль других ядер гипоталамуса в регуляции ряда жизненно необходимых ритмических биологических функций. Эти гипоталамические ядра, расположенные вне СХЯ, также проявляют циркадные ритмы, что указывает на существование отдельных областей, колеблющихся полуавтономно или независимо от иннервации СХЯ. Одновременно внесупрахиазматические ядра гипоталамуса чувствительны к колебаниям концентрации питательных веществ и гормональным сигналам. Поэтому приём пищи служит ещё одним мощным синхронизатором гипоталамических осцилляторов, участвующих в поддержании энергетического гомеостаза. Исследования с аблацией и генетические модели мышей с нарушенной функцией внесупрахиазматических ядер гипоталамуса демонстрируют их критически важное последующее участие в регуляции целого ряда функций, включая обмен веществ, термогенез, потребление пищи, жажду, настроение и сон. Крупные эпидемиологические исследования людей с хроническим нарушением внутренних циркадных циклов показывают, что расстройство работы биологических часов связано с повышенным риском ожирения, а также ряда неврологических заболеваний и расстройств. В этом обзоре обсуждается значимая роль внесупрахиазматических ядер гипоталамуса в ритмической регуляции и координации функций всего организма.