Investigadores del RIKEN Center for Brain Science y el RIKEN BioResource Research Center en Japón, junto con colaboradores de la State University of New York en Buffalo, han creado un modelo de ratón que permite el estudio de la melatonina natural. Publicado en Revista de investigación pineal , estos primeros experimentos con los nuevos ratones mostraron que la melatonina natural estaba relacionada con un estado de pre-hibernación que permite a los ratones ralentizar su metabolismo y sobrevivir cuando la comida es escasa o las temperaturas son frías.
La melatonina se llama "la hormona de la oscuridad" porque es liberada por el cerebro en la oscuridad, lo que generalmente significa en la noche. Le dice al cuerpo cuándo está oscuro afuera para que el cuerpo pueda cambiar al "modo nocturno". Aunque otras hormonasse estudian fácilmente en el laboratorio, ha sido difícil estudiar cómo reacciona el cuerpo a la melatonina porque los ratones de laboratorio en realidad no tienen ninguna. Para resolver este problema, los investigadores cruzaron ratones de laboratorio con ratones salvajes, que sí producen melatonina.y criaron nuevos ratones de laboratorio que pueden producir melatonina de forma innata. Esto fue mucho más difícil de lo que parece y tomó más de 10 generaciones de ratones.
Una vez que tuvieron ratones de laboratorio productores de melatonina, los investigadores pudieron estudiar cómo la hormona afecta el arrastre, la alineación del reloj biológico con el mundo exterior. A los ratones les gusta correr sobre ruedas con regularidad, y los investigadores pueden usar esto para medirarrastre después de cambiar repentinamente el ciclo de luz / oscuridad, que imita cambios repentinos en las zonas horarias. En comparación con los ratones de laboratorio normales, los ratones con melatonina innata adaptaron sus tiempos de funcionamiento de la rueda más rápido a la oscuridad comenzando seis horas antes, similar al 'desfase horario en dirección este'.
Los investigadores también pudieron resolver un debate sobre si la melatonina afecta la vida útil, que ha sido difícil de estudiar debido a la falta de melatonina en los ratones de laboratorio. "Ahora finalmente tenemos una respuesta: la melatonina endógena noefectos ", dice Takaoka Kasahara, autor principal del nuevo estudio.
A pesar de muchas similitudes, los ratones con melatonina innata se diferenciaban de los ratones de laboratorio normales en varios aspectos. Los ratones de laboratorio normales eran más pesados, tenían órganos reproductivos más grandes y tenían más éxito en el apareamiento, produciendo más crías. Por otro lado, los ratones productores de melatoninalas hembras pudieron entrar en un estado llamado letargo diario, una especie de modo de bajo consumo de energía similar a la hibernación que puede durar unas pocas horas al día. El letargo diario es una forma en que los ratones hacen frente a la escasez de alimentos y las bajas temperaturas mediante la conservación de energía.
"Existe una ventaja evolutiva en la producción de melatonina, porque protege a los ratones salvajes de perder peso cuando no pueden encontrar suficiente comida. Los ratones de laboratorio, sin embargo, reciben comida ilimitada y viven en jaulas calientes", observa Kasahara.Nuestro hallazgo de que los ratones que carecen de melatonina tienen más éxito en la reproducción puede explicar por qué los ratones de laboratorio carecen de melatonina. A lo largo de los años, al seleccionar ratones que se reproducen la mayoría de las crías, también podríamos haber estado seleccionando inadvertidamente ratones con niveles cada vez más bajos de melatonina."
Habiendo demostrado que la melatonina puede afectar los ritmos circadianos, los ratones que dominan la melatonina especialmente criados serán valiosos para estudiar los mecanismos moleculares y neuronales detallados de la señalización de la melatonina en el reloj circadiano y el sueño, así como los efectos de la melatonina sobre la inmunidad y los huesos.formación. Estas relaciones se han sugerido, pero aún no se han examinado de cerca.
También es importante realizar más investigaciones sobre la relación de la melatonina con el letargo diario y la hibernación. La melatonina es necesaria para la reproducción estacional en varios animales, lo que indica la duración de la noche, lo que indica la estación ". Esta investigación podría muy bien conducir a una mejor comprensión detrastorno afectivo estacional, o depresión invernal, en los seres humanos ", dice Kasahara." De hecho, uno de los antidepresivos más nuevos, la agomelatina, activa los receptores de melatonina ".
El estudio fue escrito por los siguientes investigadores: Chongyang Zhang, Shannon J. Clough, Ekue B. Adamah-Biassi, Michele H. Sveinsson, Anthony J Hutchinson, Ikuo Miura, tamio Furuse, Shigeharu Wakana, Yui K. Matsumoto, KazuoOkanoya, Randall L.Hudson, Tadafumi Kato, Margarita L. Dubocovich y Takaoki Kasahara
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