Перша крапля крижаної води після пробігу на сонці, що палить, може бути смачно привабливою. Склянка води після того, як збили чотирьох інших, проте, мабуть, ні.
Ці різноманітні реакції виникають завдяки мозку, який гарантує, що ми не п'ємо занадто багато або занадто мало води - два сценарії, які б кинули організм на небезпечну територію.
Але як мозок знає, коли спонукати вас припинити чи почати пити?
Нове дослідження, проведене на мишах, свідчить про те, що таємничий елемент у кишечнику може зіграти певну роль, передбачивши, скільки потрібно пити, щоб задовольнити організм. Потім він негайно повідомляє мозок, який, у свою чергу, вирішує, як спрагнути зробити вас, група дослідників повідомила сьогодні (26 березня) у журналі Nature.
Осередки спраги
У 2016 році група дослідників Каліфорнійського університету в Сан-Франциско (UCSF) виявила, що коли миші п’ють рідину, це спонукає рот і горло подавати сигнали в мозок, який відключає клітини мозку, які диктують спрагу. Ці "клітини спраги" знаходяться в області, яка називається гіпоталамусом, яка регулює спрагу, артеріальний тиск та інші тілесні процеси, а також у невеликому сусідньому місці, що називається субфонічним органом.
Рот і горло починають випромінювати ці сигнали протягом декількох секунд, коли щось випиває, хоча зазвичай вода займає приблизно від 10 хвилин до години, щоб ця вода фактично потрапила в кров і потрапила до спраглих клітин по всьому тілу. Тож мозку потрібно досягти рівноваги - якщо він занадто швидко вимикає сигнали, ви не будете їсти достатньо.
"Якимось чином у мозку є спосіб зіставити ці два різні часові шкали, щоб ви могли дуже швидко випити потрібну кількість води, щоб задовольнити потреби свого організму", - сказав автор дослідження Захарій Найт, доцент кафедри фізіології UCSF та Говард Слідчий медичного інституту Х'юза.
Як це робить мозок, було питання, на яке дослідники намагалися відповісти.
Невловимий балаканина
У новому дослідженні Найт та його команда імплантували оптичні волокна та лінзи поблизу гіпоталамуса мозку миші, що дозволило їм спостерігати та вимірювати, коли ці нейрони нейроні спраги включаються та вимикаються.
Коли вони давали мишам солону воду, вчені виявили, що нейрони спраги майже відразу перестали стріляти, як очікувалося. Але через хвилину або трохи пізніше ці нейрони знову ввімкнулися.
Пожежа горла та рота сигналізує мозку почати втамовувати спрагу незалежно від типу рідини. Але оскільки солона рідина може зневоднювати організм, сигнал "увімкнено", ймовірно, надійшов з іншого місця, після того як горло та рот відключили нейрони спраги "вимкнено".
Вони виявили, що прісна вода також змусила нейрони перестати стріляти, але солона вода не стала. Більше того, коли мишам, наповненим солоною водою, давали пити свіжу воду, спочатку, як очікувалося, ці нейрони спраги вимикалися, але потім швидко включалися.
Отримані результати свідчать про те, що в кишечнику є молекули, які відчувають вміст солі в рідинах і використовують її для передбачення того, наскільки напій буде гідратацію організму. Ця система, яка, здавалося, спрацювала лише тоді, коли миші були справді зневодненими, передає цю інформацію мозку протягом однієї хвилини, а нейрони спраги мерехтять і вимикаються.
І натрій - не єдине з'єднання, яке могло б знищити молекули кишечника, сказав Найт. "Все, що змінило б осмолярність крові, виявляє ця система." (Осмолярність означає, наскільки концентрована рідина.)
Контроль спраги
Якщо результати будуть підтверджені у людей, ці результати можуть принести користь широкому колу людей.
Наприклад, Найт зазначив, що наша здатність регулювати спрагу зменшується з віком. "Тому не залишається належним чином зволоженим, і це може спричинити медичні проблеми - особливо, наприклад, під час сильної спеки", - сказав він.
Протилежне також може бути справедливим: "Велика частка бігунів з марафону, як правило, перезволожує під час гонки", - заявив Чарльз Бурк, невролог з університету Макгілл в Канаді, який не був учасником дослідження. "Причини цього не зрозумілі, але послаблення цього сигналу кишечника до мозку може зіграти певну роль".
У будь-якому випадку, дослідження "значно покращує те, що ми знаємо про боротьбу з спрагою", сказав доктор Бурк Live Live. А оскільки результати узгоджуються з даними, отриманими при скануванні мозку у людини, принаймні деякі результати, ймовірно, застосовні і для людей, додав він.
Хоча миші і людина очевидно відрізняються в деяких структурах мозку, їх гіпоталамі дуже схожі, сказав Найт.
Команда також встановила, що сигнали спраги їхали по головній сигнальній магістралі між мозку та кишкою: блукаючий нерв. Коли дослідники вирізали цей нерв у подальшому експерименті, нейрони спраги не повернулися, коли миші почали пити.
Хоча вони не знають напевно, команда вважає, що сигнали надходять саме з тонкої кишки, яка є місцем, яке найбільш сильно з'єднується з блукаючим нервом, а також знаходиться у «правильному» часовому місці в процесі травлення для активації. ці спрагли нерви через хвилину після пиття води.
Для свого наступного проекту команда сподівається з’ясувати походження сигналу.
