Багато організмів чутливі до світла; у тварин за це відповідає зорова сенсорна система. Світлочутливі білки, які працюють у фоторецепторах, називаються опсинами. Учені несподівано виявили, що деякі глибинні нейрони мозку також продукують опсини – один з їх типів OPN5.

Такі нейрони містяться у передзоровій (преоптичній) ділянці гіпоталамусу. Виявилося, що вони є ланкою мереж, що беруть участь в регуляції температури тіла, а саме – впливають на вироблення теплоти клітинами бурого жиру. Це спеціалізована тканина, клітини якої багаті на мітохондрії. Такі клітини здатні розщеплювати енергетичні сполуки, вивільняючи теплоту. Це дає змогу теплокровним тваринам не замерзнути у холодну погоду без залучення м’язової активності. Конкретно, OPN5-нейрони гальмували вироблення бурим жиром теплоти.

Але ж опсини є світлочутливими білками – тож постало питання, чи виконують вони таку функцію у гіпоталамусі. Даний білок в найбільшому ступені реагує на фіолетову частину спектру. Імплантувавши у мозок мініатюрні сенсори, учені виявили, що фіолетове світло проникає вглибину у кількості, достатній для активації нейронів. А створивши для тварин спеціальні умови освітлення, показали, що фіолетова частина спектру послаблює стійкість до холоду.

Ряд механізмів, залучених в ці реакції, залишається не дослідженим. Цікаво, що бурі жирові клітини експресують інший опсин – OPN3, який чутливий до червоної частини спектру. Дія такого світла призводить до збільшення споживання глюкози та вироблення теплоти. Цікаво, як же центральна, мозкова фіолеточутливість та периферійна червоночутливість формують єдину систему регуляції метаболізму.

Джерело: Schwartz GJ. Light-activated neurons deep in the brain control body heat. Nature. 2020 Sep;585(7825):351-352. doi: 10.1038/d41586-020-02481-4