ほとんどの哺乳類にとって、摂氏約 37 度の体温は不可欠です。 しかし、この微妙なバランスはどのように調整されているのでしょうか? たとえば、私たちが非常に寒い環境や非常に暑い環境にいる場合はどうなるでしょうか? 研究チームは現在、ラットでこれを研究しています。 したがって、脳の視索前野にあるいわゆる EP3 ニューロンが重要な役割を果たします。 それらは、暑さや寒さに対する体の適切な反応を確実にし、熱の発生にも関与しています.

ほとんどの哺乳類の体温は摂氏約 37 度です。 体温が正常範囲から数度逸脱すると、多くの重要な機能が損なわれます。 低体温症と熱射病は、死を含む深刻な結果をもたらす可能性があります。 このような状態を避けるために、私たちの体には高度な温度調節システムが備わっています。 暑いときは、熱を逃がすために皮膚への血流が増加し、さらに発汗によって体が冷えます。 一方、寒いときは、表在血管が収縮し、脂肪の燃焼が促進されて熱が発生します。 これらの反応は、視床下部の一部である脳のいわゆる視索前野によって制御されています。 しかし、規制の正確な運用は以前は不明でした。

暑くて寒いネズミ

日本の名古屋大学の中村好子が率いるチームは、体温調節に関与するニューロンを特定し、それらが機能する原理を発見しました。 これを行うために、彼らはラットをさまざまな周囲温度にさらしました。 彼らはラットを摂氏4度に冷やしたケージ、摂氏36度に加温したケージ、または周囲温度がラットにとって快適な摂氏24度のケージに2時間続けて入れました。

研究者は、ラットの脳の視索前野にあるニューロンの活動を観察しました。 彼らは、いわゆる EP3 ニューロンに注目しました。 以前の研究では、これらが体温調節に関与している可能性があることがすでに示唆されていました。 とりわけ、それらは伝染の伝令物質プロスタグランジン E2 に反応し、この場合熱を引き起こします。 しかし、それらが正常な体温の調節にも関与しているという証拠や、それらがどのように機能するかについての洞察はまだありません.

阻害による制御

現在の研究では、EP3 ニューロンが実際に体温の維持に重要な役割を果たしていることが示されています。 「ラットを熱にさらすと、EP3 ニューロンの活動が劇的に増加しました」と中村氏らは報告しています。 ただし、室温と低温では、そうではありませんでした。 さらなる調査により、EP3 ニューロンは、メッセンジャー物質であるガンマアミノ酪酸 (GABA) を介して、交感神経系を活性化する視床下部の領域を含む他の神経細胞に信号を送ることが明らかになりました。

GABA は神経興奮の最も重要な阻害剤の 1 つです。 したがって、EP3 ニューロンが活性化されて GABA が放出されると、交感神経系が抑制されます。 交感神経系は、とりわけ表在血管を収縮させますが、抑制はこれらの血管を拡張させ、より多くの熱を放出させます. このようにして、私たちの体は熱中症のリスクを減らします。

人工的に操作された体温調節

研究者はまた、EP3ニューロンが室温である程度の基礎活動を示し、それによって交感神経系を穏やかかつ持続的に阻害することも発見しました. 「視索前領域の EP3 ニューロンは、信号強度を微調整して体温を調整できる可能性があります」と中村は言います。 寒い環境では信号強度が低下し、交感神経系がより活発になります。 「低体温症を防ぐために、褐色脂肪組織や他の臓器の熱産生を促進します」と中村氏は説明します。 EP3ニューロンの活動も、感染中にプロスタグランジンE2を使用して抑制されるため、交感神経系は体温を上昇させることができます.

研究者らは、EP3 ニューロンの活動を人為的に変更することで、発見を裏付けました。 実際、このグループの神経細胞の人為的な活性化は、体温を下げる運動メカニズムも設定しましたが、EP3 ニューロンの抑制は体温の上昇をもたらしました。 研究者の観点からすると、この調査結果は、体温制御を操作する技術の開発に役立つ可能性があります。 理論的には、脂肪燃焼を促進するために体温を通常より少し高く設定することは可能です. 「さらに、この技術は、世界中で深刻な問題になりつつある温暖な地球環境で人類が生存するための新しい戦略につながる可能性があります」と中村氏は述べています。

出典: 中村佳子 (名古屋大学、日本) 他、 科学の進歩、doi: 10.1126/sciadv.add5463

© wissenschaft.de – エレナ・バーナード