Ako nám náš mozog hovorí, že sme smädní?
Nová štúdia mapuje mozgové okruhy, ktoré nám hovoria, kedy potrebujeme piť vodu, aj kedy máme dosť. Výskum odhalil neurálnu hierarchiu stimuláciou a potlačením nutkania na pitie u myší.
Pocit smädu je senzácia, ktorú pozná každý a každé zviera.
Je to skúsenosť taká bežná, že si to len málo z nás rozmyslí. Ale neurovedcov to fascinuje.
Vo vzťahu k prežitiu organizmu je smäd neuveriteľne dôležitý. Zviera, ktoré neprijíma tekutiny, keď to potrebuje, nebude dlho nažive.
Bez vody sa väčšina procesov v tele zachytí a u ľudí nasleduje smrť za krátky počet dní.
Aj keď predstava, že náš mozog dokáže detekovať hladinu vody v tele a riadi našu túžbu po pití, nie je nová, presná neuroveda, ktorá sa za tým skrýva, sa postupne prehlbuje.
Najnovšiu štúdiu skúmajúcu mechanizmus smädu uskutočnil Yuki Oka, odborný asistent biológie na Caltechu v Pasadene v Kalifornii. Zistenia boli zverejnené tento týždeň v Príroda.
Smädný mozog
V tejto oblasti sa už vykonali určité práce. Štúdie preukázali, že v regulácii smädu je dôležitá listová štruktúra v prednom mozgu, lamina terminalis (LT). LT sa skladá z troch častí: organum vasculosum laminae terminalis (OVLT), subfornický orgán (SFO) a stredné preoptické jadro (MnPO).
Väčšina mozgu je oddelená od krvi hematoencefalickou bariérou. Popri iných úlohách táto membrána chráni mozog pred patogénmi, ako sú baktérie. Ale OFS a OVLT sú nezvyčajné; nie sú chránené hematoencefalickou bariérou a môžu priamo kontaktovať krvný obeh.
Táto priama komunikácia s krvou im umožňuje posúdiť koncentráciu sodíka, takže „slanosť“ krvi je dobrým indikátorom toho, ako je zviera hydratované.
Skoršie práce už ukázali, že LT obsahuje excitačné neuróny. Ak sú stimulované myšou, vyvoláva to pitné správanie.
V tejto novej štúdii vedci zistili, že MnPO je obzvlášť dôležitý v tom, že jadro prijíma excitačný vstup z SFO, ale nie naopak.
Ukázali, že keď sú „excitačné neuróny MnPO geneticky utlmené, stimulácia SFO alebo OVLT“ už u myší neprodukuje pitné správanie.
Smädná hierarchia
Táto štúdia je prvou, ktorá popisuje hierarchickú organizáciu LT: MnPO zhromažďuje informácie zo SFO a OVLT a odovzdáva ich ďalším mozgovým centrám na spustenie pitnej činnosti.
Vedci tiež idú cestou k odpovedi na ďalšiu otázku týkajúcu sa správania pri pití alkoholu: ako vieme, kedy prestať? Prof. Oka vysvetľuje rébus a hovorí: „Keď si dehydratovaný, môžeš niekoľko sekúnd prehltnúť vodu a cítiť sa spokojný.“
„Avšak,“ dodáva, „v tom okamihu vaša krv ešte nie je rehydratovaná: zvyčajne to trvá asi 10 až 15 minút. Preto by SFO a OVLT skoro po vypití nedokázali zistiť rehydratáciu krvi. Mozog napriek tomu nejako vie, kedy má prestať piť, ešte predtým, ako je telo úplne rehydratované. “
Z toho vyplýva, že existuje ďalší, rýchlejší signál, ktorý informuje mozog, aby prestal piť. Štúdie preukázali, že excitačné neuróny v LT sú utíšené, keď myš začne piť, ale nie je presne známe, ako k tomu dôjde.
Prof. Oka a tím preukázali, že inhibičné neuróny v MnPO reagujú na fyzikálne pôsobenie pitia a potláčajú aktivitu v neurónoch smädu po SFO. Je zaujímavé, že inhibičné neuróny vykonávajú svoju prácu iba ako odpoveď na požitie tekutín - a nie na jedlo.
Veria, že tento rozdiel medzi tekutinami a pevnými látkami je možný sledovaním pohybu orofaryngu, ktorý je časťou hrdla zapojenej do mechanizmu prehĺtania. Jeho činnosť pri pití sa líši od stravovania.
"Keď máš skutočne smäd a rýchlo prehltneš tekutinu, hrdlo sa pohybuje osobitným spôsobom, ktorý sa líši od konzumácie jedla." Myslíme si, že inhibičná populácia reaguje na tento pohyb rýchleho prijímania vody. “
Vedúci autor štúdie Vineet Augustine, študent postgraduálneho štúdia
Viac sa učiť
Zistenia prispievajú k porozumeniu zložitej siete interakcií, ktoré nám hovoria, kedy potrebujeme piť. Podľa autorov štúdie sa však treba ešte veľa učiť.
Ako vysvetľuje profesor Oka, „inhibičné signály, ktoré sme objavili, sú aktívne iba počas pitia. Pocit sýtosti však skutočne trvá oveľa dlhšie. To naznačuje, že MnPO inhibičné neuróny nemôžu byť jediným zdrojom smädu. “
"Toto bude predmetom budúceho štúdia."
Štúdia sa samozrejme uskutočňovala na myšiach, ale podobné oblasti sa dajú nájsť aj v ľudskom mozgu. Vedci sa preto domnievajú, že tieto zistenia sú použiteľné aj pre nás.
