По словам руководителя работы Фреда Хаугена из Норвежского института труда и охраны здоровья (STAMI), ранее было известно, что длительное воздействие низких температур на организм активирует определенные гены, которые запускают процессы адаптации организма. Однако ученые не знали, что такие изменения могут происходить столь быстро — всего за один рабочий день. Понимание этих процессов особенно важно для людей, работающих в условиях холода, особенно в северных широтах, где низкие температуры часто сочетаются с коротким световым днем, а работать в некоторых местах приходится по ночам.
В Норвегии 32% работников трудятся посменно, а 17% вынуждены работать в условиях низкой температуры. Эти факторы могут повышать риск травм, снижать концентрацию внимания, провоцировать болезни дыхательной и сердечно-сосудистой систем, хронические боли в мышцах и суставах.
В ходе исследования ученые изучили, как организм мышей реагирует на изменения температуры в зависимости от времени суток. Эксперименты показали, что всего за восемь часов пребывания на холоде в клетках различных тканей, особенно бурого жира, активируется множество ответных реакций. Бурый жира является уникальной тканью, которая способна генерировать тепло за счет особого белка UCP1. У младенцев бурого жира значительно больше, чем у взрослых — он помогает им сохранять тепло, но и у взрослых этот тип жировой ткани присутствует в небольших количествах в организме. Исследователи обнаружили, что активация бурого жира зависит от времени суток, а также связана с изменением уровня гормона FGF21, который вырабатывается в клетках бурой жировой ткани и печени.
Еще одним важным открытием стало то, что холод влияет на так называемые «часовые гены», которые регулируют биоритмы организма. Эти гены присутствуют во всех клетках и находятся под управлением гипоталамуса — зоны головного мозга, ответственной за работу внутренних часов, который в свою очередь синхронизируется с циклами света и темноты. Оказалось, что воздействие холода может нарушать эти ритмы, вызывая своего рода «джетлаг» на клеточном уровне. Особенно чувствительными к холоду оказались связанные с биологическими часами гены бурого жира и периферической нервной системы, частью которой являются холодовые рецепторы кожи.
Несмотря на то, что исследования пока что проводились только на мышах, они станут прекрасной почвой для будущих экспериментов. Ученые собираются узнать, как на гены, регулирующие адаптацию к холоду, влияет время суток, когда человек сталкивается с воздействием низкой температуры. Новые данные помогут выработать подходы, которые позволят снизить негативное влияние низкой температуры на организм человека.
Ранее ученые объяснили, можно ли заболеть от холода.
