W jaki sposób nasz mózg mówi nam, że jesteśmy spragnieni?
Nowe badanie mapuje obwody mózgu, które mówią nam, kiedy musimy pić wodę, a także kiedy mamy jej dość. Badanie ujawniło hierarchię neuronową poprzez stymulowanie i tłumienie chęci picia u myszy.
Poczucie pragnienia to uczucie, które zna każdy i każde zwierzę.
Jest to doświadczenie tak powszechne, że niewielu z nas się nad tym zastanawia. Ale neuronaukowcy są tym zafascynowani.
W odniesieniu do przetrwania organizmu pragnienie jest niezwykle ważne. Zwierzę, które nie przyjmuje płynów, kiedy tego potrzebuje, nie będzie żyło długo.
Bez wody większość procesów zachodzących w organizmie ustąpi, a u ludzi śmierć następuje w ciągu kilku dni.
Chociaż pomysł, że nasz mózg może wykrywać poziom wody w organizmie i napędzać nasze pragnienie picia, nie jest nowy, dokładna neuronauka, która za nim stoi, jest dopiero powoli rozwijana.
Najnowsze badanie mające na celu zbadanie mechanizmu pragnienia zostało przeprowadzone przez Yuki Oka, adiunkta biologii w Caltech w Pasadenie w Kalifornii. Wyniki zostały opublikowane w tym tygodniu w Natura.
Spragniony mózg
W tej dziedzinie wykonano już pewne prace. Badania wykazały, że struktura przodomózgowia podobna do arkusza, blaszka końcowa (LT), jest ważna w regulacji pragnienia. LT składa się z trzech części: organum vasculosum laminae terminalis (OVLT), narządu podrzędnego (SFO) i środkowego jądra przedoptycznego (MnPO).
Większość mózgu jest oddzielona od krwiobiegu barierą krew-mózg. Oprócz innych ról błona ta chroni mózg przed patogenami, takimi jak bakterie. Ale SFO i OVLT są niezwykłe; nie są chronione przez barierę krew-mózg i mogą bezpośrednio kontaktować się z krwią.
Ta bezpośrednia komunikacja z krwią pozwala im ocenić stężenie sodu, więc „zasolenie” krwi jest dobrym wskaźnikiem nawodnienia zwierzęcia.
Wcześniejsze prace wykazały już, że LT zawiera neurony pobudzające. Pobudzanie ich u myszy wywołuje zachowania związane z piciem.
W tym nowym badaniu naukowcy odkryli, że MnPO jest szczególnie ważne, ponieważ jądro otrzymuje pobudzające dane wejściowe z SFO, ale nie odwrotnie.
Wykazali, że kiedy „neurony pobudzające MnPO są genetycznie wyciszone, stymulowanie SFO lub OVLT” nie powoduje już zachowań związanych z piciem u myszy.
Hierarchia pragnienia
To badanie jest pierwszym, które opisuje hierarchiczną organizację LT: MnPO zbiera informacje z SFO i OVLT i przekazuje je do innych ośrodków mózgowych w celu wyzwolenia aktywności alkoholowej.
Naukowcy posuwają się również w kierunku odpowiedzi na inne pytanie dotyczące zachowań związanych z piciem: skąd wiemy, kiedy przestać? Prof. Oka wyjaśnia zagadkę, mówiąc: „Kiedy jesteś odwodniony, możesz połykać wodę przez kilka sekund i czujesz się usatysfakcjonowany”.
„Jednak”, dodaje, „w tym momencie Twoja krew nie jest jeszcze nawodniona: zwykle zajmuje to około 10 do 15 minut. Dlatego SFO i OVLT nie byłyby w stanie wykryć nawodnienia krwi wkrótce po wypiciu. Niemniej jednak mózg w jakiś sposób wie, kiedy przestać pić, nawet zanim organizm zostanie całkowicie nawodniony ”.
To sugeruje, że istnieje inny, szybszy sygnał, który informuje mózg, aby przestał pić. Badania wykazały, że neurony pobudzające w LT są wyciszane, gdy mysz zaczyna pić, ale dokładnie, jak to się dzieje, nie jest znane.
Prof. Oka i zespół wykazali, że neurony hamujące w MnPO reagują na fizyczne działanie picia i hamują aktywność neuronów pragnienia SFO. Co ciekawe, neurony hamujące wykonują swoją pracę tylko w odpowiedzi na spożycie płynów - a nie pożywienia.
Uważają, że to rozróżnienie między płynami a ciałami stałymi jest możliwe dzięki monitorowaniu ruchu części ustnej gardła, która jest częścią gardła zaangażowaną w mechanizm połykania. Jego aktywność podczas picia różni się od jedzenia.
„Kiedy jesteś naprawdę spragniony i szybko połykasz płyn, gardło porusza się w szczególny sposób, który różni się od jedzenia. Uważamy, że populacja hamująca reaguje na ten ruch szybkiego połykania wody ”.
Główny autor badania Vineet Augustine, doktorant
Więcej do nauczenia się
Odkrycia poszerzają naszą wiedzę na temat złożonej sieci interakcji, które mówią nam, kiedy musimy pić. Jednak zdaniem autorów badania jest jeszcze wiele do nauczenia się.
Jak wyjaśnia prof. Oka: „Sygnały hamujące, które odkryliśmy, są aktywne tylko podczas picia. Jednak uczucie sytości rzeczywiście trwa znacznie dłużej. Oznacza to, że neurony hamujące MnPO nie mogą być jedynym źródłem sytości pragnienia. ”
„Będzie to temat do dalszych badań”.
Oczywiście badanie przeprowadzono na myszach, ale podobne regiony można znaleźć w ludzkim mózgu. Dlatego naukowcy uważają, że odkrycia mają zastosowanie również do nas.
