Kako nam možgani sporočajo, da smo žejni?
Nova študija preslika možganske vezi, ki nam sporočajo, kdaj moramo piti vodo, pa tudi, kdaj imamo dovolj. Raziskava je odkrila nevronsko hierarhijo s spodbujanjem in zatiranjem želje po pitju pri miših.
Občutek žeje je občutek, ki ga poznajo vsi in vse živali.
To je tako pogosta izkušnja, da jo malo kdo pomisli. Toda nevroznanstveniki so nad njim očarani.
Glede na preživetje organizma je žeja izjemno pomembna. Žival, ki ne jemlje tekočine, ko jo potrebuje, ne bo dolgo živa.
Brez vode se bo večina procesov v telesu zavzela, pri ljudeh pa smrt sledi v kratkem številu dni.
Čeprav ideja, da lahko naši možgani zaznavajo nivo vode v telesu in usmerjajo našo željo po pitju, ni nova, se natančna nevroznanost v ozadju šele počasi izpostavlja.
Najnovejšo študijo o raziskovanju mehanizma žeje je izvedel Yuki Oka, docent za biologijo v Caltechu v Pasadeni v Kaliforniji. Ugotovitve so bile objavljene ta teden v Ljubljani Narava.
Žejni možgani
Na tem področju je bilo že opravljeno nekaj dela. Študije so pokazale, da je pri uravnavanju žeje pomembna listnata struktura v prednjem možganu, lamina terminalis (LT). LT obsega tri dele: organum vasculosum laminae terminalis (OVLT), subfornični organ (SFO) in srednje preoptično jedro (MnPO).
Večina možganov je prekrvavljena s krvno-možgansko pregrado. Poleg drugih vlog ta membrana ščiti možgane pred patogeni, kot so bakterije. Toda SFO in OVLT sta nenavadna; niso zaščiteni s krvno-možgansko pregrado in lahko neposredno stopijo v krvni obtok.
Ta neposredna komunikacija s krvjo jim omogoča, da ocenijo koncentracijo natrija, zato je "slanost" krvi dober pokazatelj, kako hidrirana je žival.
Prejšnja dela so že pokazala, da LT vsebuje ekscitacijske nevrone. Ko jih miška stimulira, izzove vedenje pri pitju.
V tej novi študiji so znanstveniki ugotovili, da je MnPO še posebej pomemben, saj jedro prejema vzbujevalni vnos od SFO, ne pa tudi obratno.
Pokazali so, da ko "vzbujajoči nevroni MnPO gensko utišajo, stimulirajo SFO ali OVLT", miši ne povzročajo več obnašanja pri pitju.
Hierarhija žeje
Ta študija je prva, ki opisuje hierarhično organizacijo LT: MnPO zbira informacije iz SFO in OVLT ter jih posreduje drugim možganskim centrom, da sproži pitje.
Znanstveniki si prizadevajo odgovoriti tudi na drugo vprašanje v zvezi s pitjem pijače: kako vemo, kdaj se ustaviti? Profesor Oka uganko razloži: "Ko ste dehidrirani, lahko nekaj sekund požirate vodo in se počutite zadovoljni."
»Vendar,« dodaja, »takrat vaša kri še ni rehidrirana: običajno traja približno 10 do 15 minut. Zato SFO in OVLT kmalu po pitju ne moreta zaznati rehidracije krvi. Kljub temu možgani nekako vedo, kdaj nehati piti, še preden je telo popolnoma rehidrirano. "
To ugotovi, da obstaja še en, hitrejši signal, ki možgane obvešča, da prenehajo piti. Študije so pokazale, da se vzbujajoči nevroni v LT umirijo, ko začne miš piti, vendar natančno, kako se to zgodi, ni znano.
Profesor Oka in ekipa sta dokazala, da se zaviralni nevroni v MnPO odzivajo na fizično delovanje pitja in zavirajo aktivnost v nevronih žeje SFO. Zanimivo je, da zaviralni nevroni svoje delo opravljajo le kot odgovor na zaužitje tekočin - in ne hrane.
Menijo, da je to razlikovanje med tekočinami in trdnimi snovmi mogoče s spremljanjem gibanja orofarinksa, ki je del žrela, vključen v mehanizem požiranja. Njegova aktivnost pri pitju je drugačna od prehranjevanja.
»Ko ste resnično žejni in hitro požrte tekočino, se grlo premika na poseben način, ki se razlikuje od uživanja hrane. Menimo, da se populacija inhibitorjev odziva na to gibanje hitrega zaužitja vode. "
Vodilni avtor študije Vineet Augustine, podiplomski študent
Več za učenje
Ugotovitve prispevajo k našemu razumevanju zapletene mreže interakcij, ki nam pove, kdaj moramo piti. Toda po mnenju avtorjev študije se je treba še veliko naučiti.
Kot pojasnjuje prof. Oka, »zaviralni signali, ki smo jih odkrili, so aktivni samo med pitjem. Vendar občutek sitosti res traja veliko dlje. To kaže, da zaviralni nevroni MnPO ne morejo biti edini vir sitosti. "
"To bo tema za prihodnje študije."
Študija je bila seveda opravljena na miših, vendar podobne regije najdemo v človeških možganih. Raziskovalci zato verjamejo, da ugotovitve veljajo tudi za nas.
