Hogyan mondja az agyunk, hogy szomjasak vagyunk?
Egy új tanulmány feltérképezi az agyi áramköröket, amelyek megmondják, hogy mikor kell vizet inni, és mikor van elegünk. A kutatás ideghierarchiát tárt fel az egerekben való ivásvágy ösztönzésével és elnyomásával.
A szomjas érzés olyan érzés, amelyet mindenki és minden állat ismer.
Olyan gyakori tapasztalat, hogy kevesen gondolkodnak el rajta. De az idegtudósokat elbűvöli ez.
Egy szervezet túlélésével kapcsolatban a szomjúság hihetetlenül fontos. Az az állat, amely nem vesz fel folyadékot, amikor szüksége van rá, sokáig nem lesz életben.
Víz nélkül a testben zajló folyamatok nagy része megragad, és az embereknél a halál rövid napok alatt következik be.
Bár az az elképzelés, hogy az agyunk képes felismerni a test vízszintjét és ösztönözni az ivási vágyunkat, nem új keletű, a mögötte levő pontos idegtudomány csak lassan teljesedik ki.
A szomjúság mechanizmusának vizsgálatára a legújabb tanulmányt Yuki Oka, a kaliforniai Pasadenában, a Caltech biológiai adjunktusa végezte. Az eredményeket a héten tették közzé Természet.
A szomjas agy
Ezen a területen már végeztek némi munkát. Tanulmányok kimutatták, hogy a szomjúságszabályozásban fontos az előagy lapszerű szerkezete, a lamina terminalis (LT). Az LT három részből áll: az organum vasculosum laminae terminalis (OVLT), a subfornicalis szervből (SFO) és a medián preoptikus magból (MnPO).
Az agy nagy részét a vér-agy gát választja el a véráramtól. Más szerepek mellett ez a membrán védi az agyat a kórokozóktól, például a baktériumoktól. De az SFO és az OVLT szokatlan; nem védi őket a vér-agy gát, és közvetlenül kapcsolatba léphetnek a vérárammal.
Ez a közvetlen kommunikáció a vérrel lehetővé teszi számukra a nátrium-koncentráció felmérését, így a vér „sóssága” jól mutatja, hogy mennyire hidratált egy állat.
Korábbi munka már kimutatta, hogy az LT gerjesztő idegsejteket tartalmaz. Amikor egérben stimulálják őket, az ivási viselkedést vált ki.
Ebben az új tanulmányban a tudósok megállapították, hogy az MnPO különösen fontos, mivel a mag gerjesztő inputot kap az SFO-tól, de nem fordítva.
Megmutatták, hogy amikor az MnPO „gerjesztő idegsejtjeit genetikailag elhallgattatják, az SFO vagy OVLT stimulálása” már nem eredményez ivási viselkedést az egerekben.
A szomjúság hierarchiája
Ez a tanulmány az első, amely leírja az LT hierarchikus szervezetét: az MnPO összegyűjti az SFO-tól és az OVLT-től kapott információkat, és továbbadja azokat más agyi központoknak az ivási tevékenység kiváltása érdekében.
A tudósok valamilyen módon válaszolnak egy másik kérdésre is az ivási magatartással kapcsolatban: honnan tudjuk, mikor kell abbahagyni? Oka professzor elmagyarázza a talányt, mondván: "Ha kiszáradt, néhány másodpercig lenyeli a vizet, és elégedettnek érzi magát."
„Azonban - teszi hozzá - ekkor még nem folyadékhiányos a véred: általában körülbelül 10-15 percet vesz igénybe. Ezért az SFO és az OVLT nem tudná hamarosan kimutatni a vér rehidratálását ivás után. Ennek ellenére az agy valahogy tudja, hogy mikor kell abbahagyni az ivást, még a test teljes hidratálása előtt.
Ez arra következtet, hogy van egy másik, gyorsabb jel, amely tájékoztatja az agyat az ivás abbahagyásáról. Tanulmányok kimutatták, hogy az LT gerjesztő idegsejtjei elnémulnak, amikor az egér inni kezd, de hogy ez pontosan hogyan történik, nem ismert.
Oka professzor és csapata bebizonyította, hogy az MnPO gátló neuronjai reagálnak az ivás fizikai hatására, és elnyomják az SFO szomjúsági neuronok aktivitását. Érdekes módon a gátló idegsejtek csak a folyadék - és nem az élelmiszer - bevitelére reagálva végzik munkájukat.
Úgy vélik, hogy ez a különbség a folyadék és a szilárd anyag között az oropharynx mozgásának figyelemmel kísérésével lehetséges, amely a torok része a nyelési mechanizmusban. Aktivitása iváskor különbözik az evéstől.
„Amikor valóban szomjas vagy, és gyorsan folyadékot nyelsz, a torok egy meghatározott módon mozog, amely eltér az étel fogyasztásától. Úgy gondoljuk, hogy a gátló populáció reagál erre a gyorsan lenyelő víz mozgására. "
Vineet Augustine vezető tanulmány szerző, végzős hallgató
Többet tanulni
A megállapítások hozzájárulnak az interakciók összetett hálózatának megértéséhez, amelyek megmondják, mikor kell inni. De a tanulmány szerzői szerint még sok mindent meg kell tanulni.
Mint Oka professzor kifejti: „Az általunk felfedezett gátló jelek csak az ivás közben aktívak. A jóllakottság érzése azonban valóban sokkal tovább tart. Ez azt jelzi, hogy az MnPO gátló idegsejtek nem lehetnek a szomjúság jóllakásának egyetlen forrása. "
"Ez lesz a jövőbeli tanulmány tárgya."
Természetesen a vizsgálatot egereken végezték, de hasonló régiók találhatók az emberi agyban. A kutatók ezért úgy vélik, hogy a megállapítások ránk is alkalmazhatók.
