Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Điều hòa nhịp sinh học của 2-deoxy[14C]glucose và sự kết hợp của 2[125I]iodomelatonin trong hệ thống thị giác của chim sẻ nhà, Passer domesticus
Tóm tắt
Vỏ não tùng và hormone melatonin của nó đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra nhịp sinh học hàng ngày ở một số loài chim sẻ. Các vị trí và cơ chế mà chúng ảnh hưởng đến hành vi avian vì vậy là rất được quan tâm. Nghiên cứu gần đây áp dụng một số kỹ thuật hình ảnh não đã chỉ ra rằng các vị trí tác động của melatonin trong não avian là rất rộng rãi trong 4 con đường thị giác chính. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã điều tra liệu đồng đẳng avian của nhân trên chai thần kinh, nhân trên chai thị giác (vSCN), và các cấu trúc nhạy cảm với thị giác khác có biểu hiện nhịp sinh học của sự tiếp nhận 2-deoxy[14C]glucose (2DG) và sự liên kết của 2[125I]iodomelatonin (IMEL) ở chim sẻ nhà, Passer domesticus, dưới các điều kiện môi trường không thay đổi có sự hiện diện hoặc vắng mặt của vỏ não tùng. Kết quả cho thấy rằng sự tiếp nhận 2DG trong vSCN là dao động ở các chim sẻ đã phẫu thuật giả nhưng giảm xuống thành không nhịp điệu ở các chim sẻ đã phẫu thuật cắt bỏ vỏ não tùng, cho thấy cấu trúc này chứa một dao động sinh học nhịp sinh học độc lập với đầu vào từ vỏ não tùng. Chúng tôi cũng đã hỏi liệu sự liên kết IMEL có theo nhịp sinh học trong các điều kiện này trong cùng những bộ não đó không. Kết quả cho thấy sự liên kết IMEL có nhịp sinh học ở một số cấu trúc trong các con đường thị giác nhịp sinh học, tế bào tân tĩnh, và tế bào thalamofugal và cắt bỏ vỏ não tùng làm tăng mức độ liên kết IMEL lên từ 2–4 lần cho thấy rằng sự liên kết IMEL bị hạ thấp bởi melatonin nội sinh. Tuy nhiên, nhịp sinh học của sự liên kết này chỉ từ từ bị loại bỏ, cho thấy rằng nó cũng được điều chỉnh bởi một đồng hồ sinh học không phải từ vỏ não tùng. Những dữ liệu này được thảo luận trong bối cảnh sinh học thần kinh hành vi của các hệ thống nhịp sinh học avian và mô hình vòng neuroendocrine.
Từ khóa
#vSCN #melatonin #nhịp sinh học #chim sẻ #Passer domesticusTài liệu tham khảo
Aguilar-Roblero R, Vega-González A (1993) Splitting of locomotor circadian rhythmicity in hamsters is facilitated by pinealectomy. Brain Res 605:229–236
Besharse JC, Iuvone PM, Pierce ME (1988) Regulation of rhythmic photoreceptor metabolism: a role for post-receptoral neurons. In: Osborn N, Chader G (eds) Progress in retinal research, vol 7. Pergamon Press, New York, pp 21–61
Binkley S (1988) The pineal: endocrine and neuroendocrine function. Prentice Hall, Englewood, New Jersey
Binkley S, Riebman JB, Reilly KB (1978) The pineal gland: a biological clock in vitro. Science 202:1198–1201
Binkley S, Kluth E, Menaker M (1972) Pineal function in sparrows: circadian rhythms and body temperature. Science 74:31–34
Brooks DS, Cassone VM (1992) Daily and circadian regulation of 2-[25I]iodomelatonin binding in the chick brain. Endocrinology 131:297–304
Cassone VM (1988) Circadian variation of [14C]2-deoxyglucose uptake within the suprachiasmatic nucleus of the house sparrow,Passer domesticus. Brain Res 459:78–82
Cassone VM (1990) Melatonin: time in a bottle. Oxford Rev Reprod Biol 12:319–367
Cassone VM (1992) The pineal gland influences rat circadian activity rhythms in constant light. J Biol Rhythms 7:27–40
Cassone VM, Brooks DS (1991) Sites of melatonin action in the brain of the house sparrow,Passer domesticus. J Exp Zool 260:302–309
Cassone VM, Menaker M (1983) Sympathetic regulation of chicken pineal gland rhythms. Brain Res 272:311–318
Cassone VM, Menaker M (1984) Is the avian circadian system a neuroendocrine loop? J Exp Zool 232:539–549
Cassone VM, Moore RY (1987) Retinohypothalamic projection and suprachiasmatic nucleus of the house sparrow,Passer domesticus. J Comp Neurol 266:171–182
Cassone VM, Takahashi JS, Blaha CD, Lane RF, Menaker M (1986) Dynamics of noradrenergic circadian input to the chicken pineal gland. Brain Res 384:334–341
Cassone VM, Speh JC, Card JP, Moore RY (1988) Comparative anatomy of the mammalian suprachiasmatic nucleus. Am J Physiol 255: R332-R337
Cassone VM, Forsyth AM, Woodlee GL (1990) Hypothalamic regulation of circadian noradrenergic input to the chick pineal gland. J Comp Physiol A 167:87–92
Cassone VM, Brooks DS, Hodges DB, Kelm TA, Lu J, Warren WS (1992) Integration of circadian and visual function in mammals and birds: brain imaging and the role of melatonin in biological clock regulation. In: Gonzalez-Lima F, Finkenstaedt T, Scheich H (eds) Advances in metabolic mapping techniques for brain imaging of behavioral and learning functions. Kluwer, Dordrecht pp. 299–319
Chabot CC, Menaker M (1992) Effects of physiological cycles of infused melatonin on circadian rhythms in pigeons. J Comp Physiol A 170:615–622
Cozzi B, Stankov B, Viglietti-Panzica C, Capsoni S, Aste N, Lucini V, Fraschini F, Panzica CC (1993) Distribution and characterization of melatonin receptors in the brain of the Japanese quail,Coturnix japonica. Neurosci Lett 150:149–152
Daan S (1981) Adaptive strategies in behavior. In: Aschoff J (ed) Handbook of behavioral neurobiology. Vol 4. Biological rhythms. Plenum, New York, pp 275–298
Ebihara S, Kawamura H (1981) The role of the pineal organ and the suprachiasmatic nucleus in the control of circadian locomotor rhythms in the Java sparrow,Padda oryzivora. J Comp Physiol 141:207–224
Ebihara S, Uchiyama K, Oshima I (1984) Circadian organization in the pigeon. The role of the pineal organ and the eye. J Comp Physiol A 154:59–69
Farner DS (1964) The photoperiodic control reproductive cycles of birds. Am Sci 52:137–156
Follett BK, Foster RG, Nicholls TJ (1985) Photoperiodism in birds. In: Evered D, Clark S (eds) Photoperiodism, melatonin and pineal. Pitman, London, pp 93–103
Fuchs JL (1983) Effects of pinealectomy and subsequent melatonin implants on activity rhythms in the house finch (Carpodacus mexicanus). J Comp Physiol 153:413–419
Gaston S (1971) The influence of the pineal organ on circadian activity rhythms in birds. In: Menaker M (ed) Biochronometry. NAS, Washington, DC, pp 541–549
Gaston S, Menaker M (1968) Pineal function: the biological clock in sparrows? Science 60:25–27
Gwinner E (1989) Melatonin in the circadian system of birds: model of internal resonance. In: Hiroshige T, Honma K (eds) Circadian clocks and ecology. Hokkaido Press, Sapporo, pp 27–53
Gwinner E, Benzinger I (1978) Synchronization of circadian rhythm in pinealectomized European starlings by daily injection of melatonin. J Comp Physiol 127:209–213
Heigl S, Gwinner G (1992) Exogenous melatonin entrains circadian rhythms of house sparrows,Passer domesticus. Trans Soc Res Biol Rhythms 3:95
Hodges DB, Cassone VM (1989) The suprachiasmatic nucleus (SCN) of the chick: intrinsic anatomy, its efferents and afferents. Soc Neurosci Abstr 15:1058
Kelm TA, Cassone VM (1990) Comparative distribution of 2[25I]iodomelatonin binding in avian brain. Soc Neurosci Abstr 20:245
Klein DC, Moore RY, Reppert SM (1991) Suprachiasmatic nucleus: the mind's clock. Oxford University Press, New York
McMillan JP, Elliott JA, Menaker M (1975a) On the role of the eyes and brain photoreceptors in the sparrow: Aschoff's rule. J Comp Physiol 102:257–262
McMillan JP, Underwood HA, Elliott JA, Stetson MH, Menaker M (1975b) Extraretinal light perception in the sparrow. IV. Further evidence that the eyes do not participate in photoperiodic photoreception. J Comp Physiol 97:205–223
McPherson GA (1985) Analysis of radioligand binding experiments: a collection of computer programs for the IBM PC. J Pharmacol Methods 14:213–228
Meijer JH, Reitveld WJ (1989) Neurophysiology of the suprachiasmatic circadian pacemaker in rodents. Physiol Rev 69:671–707
Menaker M (1968) Extraretinal light perception in the sparrow. Proc Natl Acad Sci USA 59:44–42
Menaker M (1972) Nonvisual light perception. Sci Am 226: 22–29
Menaker M (1982) The search for principles of physiological organization in vertebrate circadian system. In: Aschoff J, Daan S, Gross G (eds) Vertebrate circadian systems. Springer, Berlin, pp 1–12
Moore RY (1973) Retinohypothalamic projection in mammals: a comparative study. Brain Res 49:403–409
Moore RY (1983) Organization and function of a central nervous system circadian oscillator: The suprachiasmatic hypothalamic nucleus. Fed Proc 42:2783–2789
Nyce S, Binkley S (1977) Extraretinal photoreception in chickens: entrainment of the circadian locomotor rhythm. Photochem Photobiol 25:529–553
Ralph CL (1982) Melatonin production by extra-pineal tissues. Adv Biosci 29:35–46
Remé CE, Wirz-Justice A, Terman N (1991) The visual input stage of mammalian circadian pacemaker system. I. Is there a clock in the mammalian eye? J Biol Rhythms 6:5–29
Rivkees SA, Cassone VM, Weaver DR, Reppert SM (1989) Melatonin receptors in the chick brain: characterization and localization. Endocrinology 25:363–368
Rusak B, Yu G (1993) Regulation of melatonin-sensitivity and firing rate rhythms of hamster suprachiasmatic nucleus neurons: pinealectomy effects. Brain Res 602:200–204
Schwartz WJ, Reppert SM, Eagle SM, Moore-Ede MC (1983) In vivo metablic activity of the suprachiasmatic nucleus: a comparative study. Brain Res 273:184–187
Stehle J (1990) Melatonin binding sites in the brain of the 2-day-old chicken: an autoradiographic localization. J Neural Trans 81:83–89
Takahashi JS, Menaker M (1982a) Role of the suprachiasmatic nucleus in the circadian system of the house sparrow. J Neurosci 2:815–828
Takahashi JS, Menaker M (1982b) Entrainment of the circadian system of the house sparrow: a population of oscillators in pinealectomized birds. J Comp Physiol 146:245–253
Takahashi JS, Zatz M (1982) Regulation of circadian rhythmicity. Science 217:1104–1111
Takahashi JS, Hamm HE, Menaker M (1980) Cirdacian rhythms of melatonin release from individual superfused chicken pineal glands in vitro. Proc Natl Acad Sci USA 77:2319–2322
Takahashi JS, Murakami N, Nikaido SS, Pratt BL, Robertson LM (1989) The avian pineal, a vertebrate model system of the circadian oscillator. Recent Prog Horm Res 45:279–352
Underwood H, Siopes T (1984) Circadian organization in the Japanese quail. J Exp Zool 232:557–566
Vakkuri O, Lasso E, Rahkanaa R, Poutsalaien H, Leppaluoto J (1984) Iodinated melatonin: preparation and characterization of the molecular structure by mass and NMR spectroscopy. Anal Biochem 42:284–295
Watts AG (1991) The efferent projections of the suprachiasmatic nucleus: anatomical insights into the control of circadian rhythms. In: Klein DC, Moore RY, Reppert SM (eds) Suprachiasmatic nucleus: the mind's clock. Oxford University Press, New York, pp 77–106
Zatz M (1988) Norepinephrine, acting via adenylate cyclase, inhibits melatonin output but does not phase-shift the pacemaker in cultured chick pineal cells. Brain Res 453:51–62
Zatz M (1991) Light and norepinephrine similarly prevent damping of the melatonin rhythm in cultured chick pineal gland cells: regulation of coupling between the pacemaker and overt rhythms? J Biol Rhythms 6(2): 137–147