Hatte genug Wasser? Gehirn-Durst-Center machen einen Darm-check: Maus-Studie legt nahe, Darm-sensoren überwachen Hydratation Potenzial jedes Getränk, das Sie nehmen

Wasser-Flaschen sind überall in diesen Tagen, zusammen mit allen Arten von Beratung über genau, wie viel Wasser sollten Sie trinken. Aber wie funktioniert Ihr Gehirn wissen, Wann Sie genug haben und aufhören können Durstgefühl? Eine neue UC-San-Francisco-Studie-veröffentlicht März 27, 2019 in der Natur — die Antwort.

Bis vor kurzem glaubten Wissenschaftler, dass eine Hirnregion namens hypothalamus macht uns durstig, wenn es erkennt einen Rückgang der Hydratation von unserem Blut. Aber UCSF Neurowissenschaftler Zachary Knight, PhD, associate professor für Physiologie und Howard Hughes Medical Institute Investigator, und erkannte, dass dies nicht die ganze Geschichte sein — insbesondere, weil ein erfrischendes Getränk, beginnt um unseren Durst zu stillen, fast, sobald es berührt unsere Lippen, trotz der Einnahme von 10 Minuten oder mehr, um tatsächlich eine Veränderung unserer gesamten Flüssigkeitszufuhr.

In einem 2016-Studie, Ritter-lab-Doktorand Christopher Zimmerman geholfen, zu erklären dieses Phänomen, indem Sie zeigen, dass die sensorischen Signale von Mund und Rachen machen Durst Neuronen im hypothalamus sofort heruntergefahren, wenn die Mäuse ein Getränk zu nehmen. Diese sensoren erscheinen, um vorherzusagen, wie sich feuchtigkeitsspendende trinken, basierend auf das Volumen der Flüssigkeit ein Tier schluckt, und Sie sind besonders abgestimmt auf die kalten Flüssigkeiten, die möglicherweise erklären, warum ein eisiges Getränk ist so erfrischend.

„Das signal schnell aus dem Mund-und Rachenraum erscheint, um zu verfolgen, wie viel Sie trinken und passen auf, dass, was Ihr Körper braucht,“ Zimmerman sagte. „Wir wussten aber auch, dass diese schnell-signal konnte nicht alles erklären.“

Insbesondere die Forscher fragten sich, wie das Gehirn weiß genau, wie feuchtigkeitsspendende trinken. Nachdem alle -, See-Wasser nicht den Durst, aber es würde aktivieren Sie viele der gleichen Rezeptoren im Mund-und Rachenraum, wie das Eis-Wasser aus dem Kühlschrank.

In Ihrer neuen Studie, Zimmerman und Kollegen flexible optische Fasern implantiert, in der Nähe des hypothalamus zu beobachten, die Tätigkeit der Durst Neuronen als Mäuse tranken Salzwasser. In Absprache mit dem team die früheren Ergebnisse, diese Neuronen haben gehen Sie ruhig, sobald der durstige Tiere nahm einen drink, dann aber schnell wieder eingeschaltet, als ob einige anderen sensor testen das Wasser, das Tier hatte gerade getrunken und Alarmierung des Gehirns: „Zu salzig — stay thirsty!“

Um zu sehen, ob diese Signale werden könnten, aus dem Bauch heraus kommt, die Forscher infundierten Flüssigkeit direkt in die Mägen der durstige Mäuse, während Sie die Tätigkeit in Ihren Durst Neuronen. Sie fanden heraus, dass eine Infusion von frischem Wasser deaktiviert diese Zellen genauso gut wie ein drink tut, aber nach Infusionen von Salz-Wasser-Durst-Neuronen aktiv waren. Wenn die Mäuse erhielten eine Salz-infusion und darf dann reines Wasser zu trinken, Ihren Durst Neuronen anfangs ging ruhig, wie Sie Trank, aber bald wieder eingeschaltet, als ob er das Bedürfnis, mehr zu trinken, um sich für die Zugabe von Salz in Ihren Mägen.

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die sensoren im Mund und Rachen, Zimmerman entdeckt im Jahr 2016 lassen das Gehirn vorübergehend den Durst zu belohnen Tiere nehmen, einen trinken, aber, dass der Durst Neuronen überprüfen Sie dann diese Entscheidung basierend auf einer zweiten Ebene der sensoren im Darm (wahrscheinlich am Anfang des Dünndarms, die Autoren vermuten), dass Sie Vorhersagen, wie gut das Getränk wird rehydrieren Sie das Tier und sagen Sie, ob es braucht, um zu trinken.

„Interessant ist, dass Salzwasser nicht fahren trinken gut Hydriert Mäuse, nur Mäuse, die waren schon durstig,“ Zimmerman sagte. „Dies legt nahe, dass Signale aus dem Darm benötigt werden, um den Durst zu stillen, sondern, dass Sie wirklich brauchen, zu dehydrieren, um die trigger-Durst in den ersten Platz.“

Die Forscher zeigten, dass der Darm die Hydratation Reisen die Signale über den Vagusnerv zu aktivieren Durst Neuronen. Mit einer Technik namens optogenetik, die es erlaubt, die Wissenschaftler aktivieren oder Herunterfahren von bestimmten Gruppen von Neuronen, die mit Lichtstrahlen, zeigten die Forscher, wie sich diese Zellen-die sich im hypothalamus ist subfornical organ (SFO) — pass-Nachrichten zu den nahe gelegenen median preoptic nucleus (MnPO), die reagieren können, die durch das fahren von Tieren zu trinken und erzählt die Nieren, um Wasser zu sparen, in die Blutbahn.

Die Forscher waren fasziniert zu entdecken, dass eine Teilmenge der einzelnen Neuronen des MnPO erschien zu reagieren und zu integrieren trinken Signale von Mund und Rachen, Sättigung Signale aus dem Darm, und Informationen über ein Tier der gesamte Wasserhaushalt aus der Blutbahn. Anderen nahe gelegenen Zellen, die ebenfalls codiert andere Informationen, wie ein Tier, die stress-Ebene oder die Verfügbarkeit von Wasser-Quellen.

„Dies ist das erste mal, dass wir in der Lage gewesen, zu beobachten in Echtzeit, wie einzelne Neuronen integrieren Signale aus verschiedenen teilen des Körpers zu Steuern, ein Verhalten, wie das trinken,“ Knight sagte. „Dies öffnet die Tür, um zu untersuchen, wie all diese Signale interagieren, wie stress oder Körper-Temperatur-Einflüsse Durst und Appetit.“

Neben der Untersuchung der normalen Funktion des SFO und MnPO Durst Neuronen, die Forscher hoffen, diese Erkenntnisse nutzen, um zu verstehen, ob Mängel wie diese Neuronen regulieren den Flüssigkeitshaushalt im Körper, könnte erklären, die Entstehung von Krankheiten wie hoher Blutdruck.

„Der hypothalamus ist eine kritische Zentrum für die Aufbewahrung unserer Physiologie in einem gesunden Bereich, ob es Flüssigkeitszufuhr, Appetit, so dass wir sicher sind, die richtige Temperatur oder den Blutdruck kontrollieren — und alle diese Bedürfnisse zu Messen und ändern Sie einen anderen,“ Knight sagte. „Es war schwierig zu studieren, wie alle diese Faktoren Zusammenwirken, die in das Gehirn eines lebenden Tieres, sondern Studien wie diese sind Anfang, um es uns erlauben zu untersuchen, diese entscheidende Frage zu stellen.“