Kaip mūsų smegenys mums sako, kad esame ištroškę?
Naujas tyrimas apibūdina smegenų grandines, kurios mums nurodo, kada reikia gerti vandenį, taip pat kada mums užtenka. Tyrimas atskleidė nervų hierarchiją, stimuliuodamas ir slopindamas norą gerti pelėms.
Troškulys yra sensacija, kurią visi ir visi gyvūnai žino.
Tai tokia įprasta patirtis, kad nedaugelis iš mūsų ją apmąsto. Tačiau neuromokslininkus tai žavi.
Organizmo išlikimo atžvilgiu troškulys yra nepaprastai svarbus. Gyvūnas, kuris neprisiima skysčių, kai to reikia, ilgai nebus gyvas.
Be vandens dauguma organizmo procesų pasisavins, o žmonėms mirtis seka per trumpą dienų skaičių.
Nors idėja, kad mūsų smegenys gali nustatyti vandens lygį organizme ir paskatinti norą išgerti, nėra nauja, tačiau tikslus neuromokslas yra tik lėtai įgyvendinamas.
Naujausią troškulio mechanizmo tyrimą atliko Yuki Oka, biologijos docentas iš „Caltech“ Pasadenoje, Kalifornijoje. Rezultatai buvo paskelbti šią savaitę Gamta.
Ištroškusios smegenys
Kai kurie darbai šioje srityje jau atlikti. Tyrimai parodė, kad troškulio reguliavime svarbi priekinių smegenų lakštinė struktūra - lamina terminalis (LT). LT sudaro trys dalys: organum vasculosum laminae terminalis (OVLT), subfornical organas (SFO) ir vidurinis preoptinis branduolys (MnPO).
Didžiąją smegenų dalį nuo kraujo teka kraujo ir smegenų barjeras. Be kitų vaidmenų, ši membrana apsaugo smegenis nuo ligų sukėlėjų, tokių kaip bakterijos. Bet SFO ir OVLT yra neįprasti; jų neapsaugo kraujo ir smegenų barjeras ir jie gali tiesiogiai susisiekti su kraujotaka.
Šis tiesioginis bendravimas su krauju leidžia jiems įvertinti natrio koncentraciją, todėl kraujo „sūrumas“ gerai parodo, koks gyvūno drėkinimas yra.
Ankstesni darbai jau parodė, kad LT yra sužadinimo neuronų. Kai jie stimuliuojami pele, tai sukelia gėrimo elgesį.
Šiame naujame tyrime mokslininkai nustatė, kad MnPO yra ypač svarbus, nes branduolys gauna sužadinimo įnašą iš SFO, bet ne atvirkščiai.
Jie parodė, kad kai genetiškai nutildomi MnPO „sužadinantys neuronai, stimuliuojant SFO ar OVLT“ pelės nebegeria gėrimo.
Troškulio hierarchija
Šis tyrimas pirmasis apibūdina LT hierarchinę organizaciją: MnPO renka informaciją iš SFO ir OVLT ir perduoda ją kitiems smegenų centrams, kad paskatintų gerti.
Mokslininkai taip pat siekia atsakyti į kitą klausimą dėl alkoholio vartojimo: iš kur mes žinome, kada reikia sustoti? Prof. Oka paaiškina mįslę sakydamas: „Kai esate dehidruotas, kelias sekundes galite gurkšnoti vandenį ir jaučiatės patenkintas“.
„Tačiau, - priduria jis, - tuo metu jūsų kraujas dar nėra dehidratuojamas: paprastai tai užtrunka apie 10–15 minučių. Todėl SFO ir OVLT greitai išgėrę negalėtų nustatyti kraujo rehidracijos. Nepaisant to, smegenys kažkaip žino, kada nustoti gerti, net kai kūnas visiškai nėra dehidratuojamas “.
Tai daro išvadą, kad yra kitas greitesnis signalas, informuojantis smegenis nustoti gerti. Tyrimai parodė, kad LT sužadinimo neuronai nutyla, kai pelė pradeda gerti, tačiau tiksliai, kaip tai vyksta, nėra žinoma.
Prof. Oka ir komanda parodė, kad MnPO slopinantys neuronai reaguoja į fizinį gėrimo poveikį ir slopina aktyvumą SFO troškulio neuronuose. Įdomu tai, kad slopinantys neuronai atlieka savo darbą tik reaguodami į skysčių, o ne maisto, rijimą.
Jie mano, kad šis skysčių ir kietųjų medžiagų skirtumas yra įmanomas stebint burnos ryklės, kuri yra rijimo dalis, susijusi su rijimo mechanizmu, judėjimą. Jo aktyvumas geriant skiriasi nuo valgymo.
„Kai iš tikrųjų esi ištroškęs ir greitai riji skysčius, gerklė juda tam tikru būdu, kuris skiriasi nuo valgymo. Mes manome, kad slopinanti populiacija reaguoja į šį greitai praryjančio vandens judesį “.
Pagrindinio tyrimo autorė Vineet Augustine, magistrantė
Daugiau išmokti
Rezultatai papildo mūsų supratimą apie sudėtingą sąveikos tinklą, kuris mums nurodo, kada turime gerti. Tačiau, anot tyrimo autorių, dar reikia daug ko išmokti.
Kaip paaiškina prof. Oka, „Atrasti slopinamieji signalai yra aktyvūs tik geriant. Tačiau sotumo jausmas iš tiesų trunka daug ilgiau. Tai rodo, kad MnPO slopinantys neuronai negali būti vienintelis troškulio sotumo šaltinis “.
"Tai bus būsimų studijų tema".
Žinoma, tyrimas buvo atliktas su pelėmis, tačiau panašių regionų galima rasti ir žmogaus smegenyse. Tyrėjai mano, kad išvados yra tinkamos ir mums.
