Cum ne spune creierul că avem sete?
Un nou studiu mapează circuitele creierului care ne indică când trebuie să bem apă, precum și când ne-am săturat. Cercetarea a descoperit o ierarhie neuronală prin stimularea și suprimarea dorinței de a bea la șoareci.
A simți sete este o senzație cu care toată lumea și fiecare animal sunt familiarizați.
Este o experiență atât de obișnuită încât puțini dintre noi ne gândim. Dar neurologii sunt fascinați de aceasta.
În legătură cu supraviețuirea unui organism, setea este incredibil de importantă. Un animal care nu preia lichide atunci când are nevoie de ele nu va mai trăi mult timp.
Fără apă, majoritatea proceselor din corp se vor confrunta, iar la om moartea urmează într-un număr scurt de zile.
Deși ideea că creierul nostru poate detecta nivelurile de apă din corp și ne poate stimula dorința de a bea nu este nouă, neuroștiința exactă din spatele acestuia se concretizează doar încet.
Cel mai recent studiu pentru a investiga mecanismul setei a fost realizat de Yuki Oka, profesor asistent de biologie la Caltech din Pasadena, CA. Descoperirile au fost publicate săptămâna aceasta în Natură.
Creierul însetat
S-au făcut deja unele lucrări în acest domeniu. Studiile au arătat că o structură asemănătoare unei foi în creierul anterior, lamina terminalis (LT), este importantă în reglarea setei. LT cuprinde trei părți: organum vasculosum laminae terminalis (OVLT), organul subfornical (SFO) și nucleul preoptic median (MnPO).
Majoritatea creierului este separată de fluxul sanguin prin bariera hematoencefalică. Alături de alte roluri, această membrană protejează creierul de agenții patogeni, cum ar fi bacteriile. Dar SFO și OVLT sunt neobișnuite; nu sunt protejate de bariera hematoencefalică și pot contacta direct fluxul sanguin.
Această comunicare directă cu sângele le permite să evalueze concentrația de sodiu, astfel încât „sărătura” sângelui este un bun indiciu al cât de hidratat este un animal.
Lucrările anterioare au arătat deja că LT conține neuroni excitatori. Când sunt stimulați la un șoarece, acesta provoacă un comportament de băut.
În acest nou studiu, oamenii de știință au descoperit că MnPO este deosebit de important, în sensul că nucleul primește intrări de excitare de la SFO, dar nu și invers.
Au arătat că atunci când „neuronii excitatori ai MnPO sunt tăcuti genetic, stimularea SFO sau OVLT” nu mai produce comportament de băut la șoareci.
Ierarhia setei
Acest studiu este primul care descrie organizația ierarhică a LT: MnPO adună informații din SFO și OVLT și le transmite altor centre cerebrale pentru a declanșa activitatea de băut.
Oamenii de știință merg, de asemenea, într-un fel spre a răspunde la o altă întrebare referitoare la comportamentul de băut: cum știm când să ne oprim? Prof. Oka explică enigma, spunând: „Când sunteți deshidratat, puteți înghiți apă timp de câteva secunde și vă simțiți mulțumit”.
„Cu toate acestea”, adaugă el, „în acel moment sângele dvs. nu este încă rehidratat: durează de obicei aproximativ 10 până la 15 minute. Prin urmare, SFO și OVLT nu ar putea detecta rehidratarea sângelui la scurt timp după ce au băut. Cu toate acestea, creierul știe cumva când să se oprească de băut chiar înainte ca organismul să fie complet rehidratat. ”
Acest lucru deduce că există un alt semnal mai rapid care informează creierul să nu mai bea. Studiile au arătat că neuronii excitatori din LT sunt liniștiți atunci când un șoarece începe să bea, dar nu se știe exact cum se întâmplă acest lucru.
Prof. Oka și echipa au demonstrat că neuronii inhibitori din MnPO răspund la acțiunea fizică a băutului și suprimă activitatea din neuronii setei SFO. Interesant este că neuronii inhibitori își fac treaba doar ca răspuns la ingestia de lichide - și nu a alimentelor.
Ei cred că această distincție între fluide și solide este posibilă prin monitorizarea mișcării orofaringelui, care este partea gâtului implicată în mecanismul de înghițire. Activitatea sa la băut este diferită de a mânca.
„Când ți-e sete cu adevărat și înghiți rapid lichid, gâtul se mișcă într-un mod special, diferit de consumul de alimente. Credem că populația inhibitoare răspunde la această mișcare de ingerare rapidă a apei. ”
Autor principal al studiului, Vineet Augustine, student absolvent
Mai multe de învățat
Descoperirile se adaugă la înțelegerea noastră a rețelei complexe de interacțiuni care ne spune când trebuie să bem. Dar, potrivit autorilor studiului, mai sunt multe de învățat.
După cum explică prof. Oka, „Semnalele inhibitoare pe care le-am descoperit sunt active numai în timpul acțiunii de băut. Cu toate acestea, senzația de sațietate într-adevăr durează mult mai mult. Acest lucru indică faptul că neuronii inhibitori ai MnPO nu pot fi singura sursă de satietate a setei. ”
„Acesta va fi subiectul pentru viitorul studiu”.
Desigur, studiul a fost realizat la șoareci, dar regiuni similare pot fi găsite în creierul uman. Prin urmare, cercetătorii consideră că rezultatele sunt valabile și pentru noi.
