Słońce poprawia zdolność uczenia się i zapamiętywania u myszy. Oby u ludzi też!

Słońce poprawiło zdolność uczenia się i zapamiętywania. Na razie u myszy – na ludziach takich badań jeszcze nie robiono. A warto, bo gryzoniom wystarczyły dwie godziny ekspozycji na promieniowanie UVB dziennie.

Znacie to uczucie, gdy słońce zagląda przez okno, słychać śpiew ptaków albo ludzkie śmiechy i wszyscy zdają się świetnie bawić, a tymczasem Wy siedzicie przy biurku zagrzebani w papierach (bo sesja, bo praca, bo grant, bo projekt, bo deadline – niewłaściwe skreślić). W takich chwilach najlepiej szuka się wymówek, prawda? „Popracuję już za moment, tylko sprawdzę szybko prasówkę / prognozę pogody / Facebooka”. „Chętnie bym popracowała, ale najpierw muszę posprzątać – w takim bałaganie nie da się przecież siedzieć.” Cóż, dziś nadchodzę z nową wymówką i to całkiem dobrą, bo opartą na dowodach naukowych.

Myszy na plaży

Nie od dziś wiadomo, że rozważne korzystanie ze słońca (przy umiarkowanej ekspozycji i z zastosowaniem odpowiedniej ochrony przed nadmiernym promieniowaniem) jest warunkiem zdrowia – nie tylko fizycznego, ale też psychicznego [1, 2, 3]. Ale dopiero w ostatnich dniach opublikowano wyniki badań, które mogą rzucić nowe światło (nomen omen!) na rolę promieniowania słonecznego w kształtowaniu naszej sprawności intelektualnej. W swojej niezwykle skrupulatnej i drobiazgowej pracy, opublikowanej nie byle gdzie, bo w czasopiśmie Cell, autorzy projektu oceniali, czy promieniowanie ultrafioletowe (a dokładniej jego składowa: UVB) może wpływać na zdolności uczenia się i zapamiętywania. W tym celu wystawiali jedną grupę myszy na niskie dawki UVB każdego dnia przez dwie godziny, zaś drugą grupę tych gryzoni utrzymywali w analogicznych warunkach, tyle że bez ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe. Wszystkie zwierzęta uczestniczące w badaniu funkcjonowały w warunkach standardowego, dwunastogodzinnego dnia świetlnego [4].

Kąpiel słoneczna

Okazało się, że w neuronach myszy poddawanych działaniu UVB doszło do wzrostu stężenia pewnego składnika – kwasu urokainowego (UCA – urocanic acid), którego obecności w ośrodkowym układzie nerwowym nigdy wcześniej nie wykryto (a przynajmniej – nie opublikowano takich odkryć). Taka kolej rzeczy zaintrygowała badaczy, którzy postanowili sprawdzić, jaką rolę kwas urokainowy może odgrywać w mózgu. Dotychczas wiadomo było, że UCA obecny w skórze może chronić ją przed szkodliwym działaniem promieniowania, zaś w innych narządach – na przykład w wątrobie – przekształcany jest pośrednio w kwas glutaminowy [4].

Badacze próbowali więc połączyć ze sobą fakty:

• stężenie UCA wzrasta w skórze pod wpływem promieniowania ultrafioletowego,
• UCA może być przekształcany w kwas glutaminowy,
• kwas glutaminowy pełni w mózgu rolę neuroprzekaźnika.

Czy zatem możliwe jest, że dzięki przebywaniu „na słońcu” w mózgach myszy wzrośnie stężenie kwasu glutaminowego? I czy – gdyby tak było – to osobniki, które poddano działaniu promieniowania będą lepsze w testach pamięciowych?

Istotnie, wykazano, że u myszy wystawionych na ekspozycję UVB dochodzi do zwiększonej produkcji wspomnianego neuroprzekaźnika w mózgu. Uzyskawszy potwierdzenie tej hipotezy, autorzy projektu ruszyli dalej. Sprawdzili, w jaki sposób myszy z obu grup radzą sobie z przyswajaniem nowych wiadomości oraz w testach pamięciowych. Okazało się, że uzyskiwały istotnie lepsze wyniki od swoich koleżanek, które nie przebywały „na słońcu” [4].

Podejmując próbę wytłumaczenia tego zjawiska badacze zasugerowali, że być może kwas urokainowy jest w stanie przeniknąć barierę krew-mózg i już na terenie ośrodkowego układu nerwowego ulega przekształceniu do kwasu glutaminowego [4].

Czy u nas jest podobnie?

Jak w przypadku każdej pracy badawczej, jedna nowa odpowiedź wywołuje dwa kolejne pytania. Pierwszym pytaniem, jakie przychodzi do głowy w tym przypadku jest: czy u ludzi również można stwierdzić podobny mechanizm? Czy także nasze zdolności uczenia się i zapamiętywania mogą być poprawione dzięki przebywaniu na słońcu? Obecnie najlepsza odpowiedź to: nie wiemy. Z jednej strony nie mamy podstaw, by obalić taką hipotezę, ale warto pamiętać, że mysz to nie mały człowiek z ogonkiem i należy zawsze z ostrożnością podchodzić do wyników uzyskanych na podstawie badania innych gatunków. Tym bardziej, że myszy są z natury zwierzętami bardziej aktywnymi po zmroku. Czy to ma jakiś wpływ na wnioski, jakie należy wyciągnąć z omawianych badań? Na razie nie wiadomo.

Naukowa wymówka – DIY

Póki co, brak dowodów na to, by również u ludzi ekspozycja słoneczna i wytwarzanie kwasu glutaminowego były ze sobą bezpośrednio powiązane, ale już teraz warto sobie przygotować kilka wymówek – na wypadek, gdyby dowody się wkrótce znalazły. Poniżej kilka propozycji.

• „Pani kierownik, a może zamiast przerzucać papiery wyjdziemy na moment na słońce żeby zwiększyć stężenie neuroprzekaźników?”
• „Zanim siądę do pracy, pójdę na spacer – powytwarzać trochę kwasu glutaminowego w mózgu.”
• „Dokończę ten projekt, ale najpierw poleżę chwilę na słońcu żeby zwiększyć wytwarzanie kwasu urokainowego”.

A może macie jakieś inne pomysły? Podzielcie się nimi w komentarzach.

Bibliografia

1. Hoel, D. G., Berwick, M., de Gruijl, F. R., & Holick, M. F. (2016). The risks and benefits of sun exposure 2016. Dermato-endocrinology, 8(1), e1248325.
2. Knippenberg, S., Damoiseaux, J., Bol, Y., Hupperts, R., Taylor, B. V., Ponsonby, A. L., … & Mei, I. A. F. (2014). Higher levels of reported sun exposure, and not vitamin D status, are associated with less depressive symptoms and fatigue in multiple sclerosis. Acta Neurologica Scandinavica, 129(2), 123-131.
3. Holick, M. F. (2015). Vitamin D and brain health: the need for vitamin D supplementation and sensible sun exposure. Journal of internal medicine, 277(1), 90-93.
4. Zhu, H., Wang, N., Yao, L., Chen, Q., Zhang, R., Qian, J., … & Zhao, Q. (2018). Moderate UV Exposure Enhances Learning and Memory by Promoting a Novel Glutamate Biosynthetic Pathway in the Brain. Cell.