Kallon läpi annettavan valon vaikutus vuorokausirytmiikkaa sääteleviin molekyyleihin

Väitöstutkimuksessa havaittiin, että jyrsijöiden, etenkin hiirten, aivojen vuorokausirytmiikkaa säätelevien proteiinien, opsiinien, määrään pystyttiin vaikuttamaan kallon läpi annettavalla valolla. Lisäksi monoamiinien, jotka niin ikään ovat osallisena rytmiikan säätelyssä, pitoisuudet muissa kehon kudoksissa muuttuivat valon vaikutuksesta.

Aiemmin on yleisesti tiedetty, että valo vaikuttaa aivoissa sijaitsevaan vuorokausirytmin pääasialliseen säätelijäkudokseen silmien kautta etenkin opsiiniproteiinien kautta, mutta tämä väitöstyö lähti testaamaan, pystytäänkö näihin molekyyleihin vaikuttamaan suoraan korvien kautta annettavan valon avulla. Hypoteesia testattiin antamalla hiirille ja hamstereille valoa nukutuksessa eri vuorokauden aikoina neljän viikon ajan, minkä jälkeen laboratorioanalyyseilla tutkittiin, ovatko opsiinitasot erisuuret pelkästään nukutettuihin kontrollieläimiin verrattuna.

Valo on tärkein yksittäinen tekijä nisäkkäiden vuorokausirytmiikan säätelyssä. Vuorokausirytmi on kehittynyt ajoittamaan tärkeät perustoiminnot (ruokailu, lepo yms.) tapahtumaan oikeaan aikaan 24 tunnin ajanjaksolla. Etenkin hämärä ja aamunkoitto ovat luonnollisessa ympäristössä tärkeitä vuorokausirytmin tahdittajia, kun valon määrä lisääntyy tai vähenee lyhyen ajan sisällä huomattavasti. Monoamiinit ja opsiinit ovat tärkeitä vuorokausirytmin säätelijämolekyylejä ja niiden molempien tasojen on huomattu muuttuvan riippuen valon määrästä.

Väitöstutkimus antaa uutta tietoa vuorokausirytmiikkaa säätelevistä molekyyleistä aivotasolla ja haastaa perinteistä näkemystä, että rytmiikan säätelyä pystyisi tapahtumaan vain silmien kautta tulevan valon vaikutuksesta.