Ta pierwsza kropla lodowatej wody po biegu w palącym słońcu może być cudownie zachęcająca. Jednak szklanka wody po strąceniu czterech innych prawdopodobnie nie jest.
Te różnorodne reakcje zachodzą dzięki mózgowi, który zapewnia, że nie pijemy za dużo lub za mało wody - dwa scenariusze, które zrzuciłyby ciało na niebezpieczne terytorium.
Ale skąd mózg wie, kiedy zachęcić cię do zaprzestania picia lub rozpoczęcia picia?
Nowe badanie przeprowadzone na myszach sugeruje, że tajemniczy element w jelitach może odgrywać pewną rolę, przewidując, ile trzeba wypić, aby zadowolić ciało. Następnie natychmiast powiadamia mózg, który z kolei decyduje o tym, jak bardzo pragniesz cię zmusić, poinformowała dziś grupa naukowców (26 marca) w czasopiśmie Nature.
Pragnienie komórek
W 2016 r. Grupa naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco (UCSF) odkryła, że kiedy myszy piją płyny, skłania usta i gardło do wysyłania sygnałów do mózgu, co wyłącza komórki mózgowe, które dyktują pragnienie. Te „komórki pragnienia” znajdują się w regionie zwanym podwzgórzem, który reguluje pragnienie, ciśnienie krwi i inne procesy zachodzące w ciele, a także w niewielkim sąsiednim miejscu zwanym narządem podporowym.
Jama ustna i gardło zaczynają emitować te sygnały w ciągu kilku sekund po wypiciu czegoś, chociaż zwykle zajmuje to około 10 minut do godziny, aby woda faktycznie dostała się do krwioobiegu i przepłynęła do spragnionych komórek w całym ciele. Mózg musi więc zachować równowagę - jeśli zbyt szybko wyłączy sygnały, nie będzie wystarczająco dużo do picia.
„W jakiś sposób mózg ma sposób na dopasowanie tych dwóch różnych ram czasowych, dzięki czemu można bardzo szybko wypić odpowiednią ilość wody, aby zaspokoić potrzeby organizmu” - powiedział autor badań Zachary Knight, profesor fizjologii na UCSF i Howard Badacz Instytutu Medycznego Hughesa.
Jak mózg to robi, na pytanie badacze starali się odpowiedzieć.
Nieuchwytny mówca
W nowym badaniu Knight i jego zespół wszczepili światłowody i soczewki w pobliżu podwzgórza mózgów myszy, co pozwoliło im obserwować i mierzyć, kiedy te pragnące neurony włączają się i wyłączają.
Kiedy podali myszom słoną wodę, naukowcy odkryli, że pragnienie neuronów przestało strzelać niemal natychmiast, zgodnie z oczekiwaniami. Ale minutę później te neurony włączyły się ponownie.
Ogień gardła i jamy ustnej sygnalizuje mózgowi, aby zaczął gasić pragnienie bez względu na rodzaj płynu. Ale ponieważ słone płyny mogą odwadniać ciało, sygnał „włączony” prawdopodobnie pochodził skądinąd, po tym jak gardło i usta wyłączyły pragnienie neuronów „wyłączone”.
Odkryli, że świeża woda sprawiła, że neurony przestały strzelać, ale słona woda nie. Co więcej, gdy myszom podawanym do słonej wody podano świeżą wodę do picia, te neurony pragnące najpierw, zgodnie z oczekiwaniami, wyłączyły się, ale potem szybko ponownie włączyły.
Wyniki sugerują, że w jelitach znajdują się cząsteczki, które wyczuwają zawartość soli w płynach i wykorzystują ją do przewidywania, ile napój nawadni organizm. Ten system, który wydawał się działać tylko wtedy, gdy myszy były naprawdę odwodnione, przesyła tę informację do mózgu w ciągu jednej minuty, a pragnienie neuronów miga.
A sód nie jest jedynym związkiem, który wyzwoliłby cząsteczki jelit, powiedział Knight Live Live. „Wszystko, co zmienia osmolarność krwi, jest wykrywane przez ten system”. (Osmolarność odnosi się do tego, jak skoncentrowana jest ciecz.)
Kontrola pragnienia
Odkrycia, jeśli zostaną potwierdzone u ludzi, mogą przynieść korzyści wielu osobom.
Na przykład Knight zauważył, że nasza zdolność do regulowania pragnienia zmniejsza się z wiekiem. „Więc nie utrzymuj odpowiedniego nawodnienia, co może powodować problemy medyczne - szczególnie na przykład w okresach intensywnego upału” - powiedział.
Odwrotna sytuacja może być również prawdą: „Duża część biegaczy maratońskich ma tendencję do nadmiernego nawodnienia podczas wyścigu”, powiedział Charles Bourque, neurobiolog z McGill University w Kanadzie, który nie brał udziału w badaniu. „Przyczyny tego nie są jasne, ale osłabienie tego sygnału z jelit do mózgu może odgrywać pewną rolę”.
W każdym razie badanie „znacznie poszerza to, co wiemy na temat kontroli pragnienia”, dr Bourque powiedział Live Science. Dodał, że ponieważ wyniki są spójne z danymi uzyskanymi ze skanów mózgu u ludzi, przynajmniej niektóre ustalenia prawdopodobnie dotyczą ludzi.
Chociaż myszy i ludzie w oczywisty sposób różnią się niektórymi strukturami mózgu, ich podwzgórza są bardzo podobne, powiedział Knight.
Zespół odkrył również, że sygnały pragnienia wędrują główną drogą sygnałową między mózgiem a jelitami: nerwem błędnym. Kiedy naukowcy wycięli ten nerw w późniejszym eksperymencie, pragnienie neuronów nie włączyło się ponownie, gdy myszy zaczęły pić.
Choć nie są tego pewni, zespół uważa, że sygnały pochodzą konkretnie z jelita cienkiego, który jest miejscem, które najsilniej łączy się z nerwem błędnym i znajduje się w „prawidłowej” kropce w procesie trawienia, aby aktywować te nerwy pragnienia mniej więcej minutę po wypiciu wody.
W ramach kolejnego projektu zespół ma nadzieję ustalić pochodzenie sygnału.
