Naukowcy z Columbia University odkryli, gdzie w mózgu tworzy się pragnienie. Okazuje się, że u myszy sterują nim dwie wyspecjalizowane grupy komórek. Wyniki badań, opublikowane na stronie internetowej czasopisma "Nature" wskazują, że w niezwykle ważnej sprawie utrzymania równowagi elektrolitycznej organizm myszy, a prawdopodobnie i człowieka, jest bardzo precyzyjnie zaprogramowany.
Obie grupy komórek znajdują się w obrębie tak zwanego narządu podsklepieniowego mózgu (SFO). Wygląda na to, że SFO to wyspecjalizowany organ, składający się z dwóch części, które oddziałują ze sobą, by utrzymać idealną równowagę. Dzięki temu zwierzęta piją wodę, kiedy to jest im potrzebne i nie piją, gdy ich organizm tego nie wymaga - tłumaczy Charles Zuker, badacz Howard Hughes Medical Institute przy Columbia University. Ten układ zapewnia, że zwierzęta dostarczają organizmowi odpowiednią ilość płynów, by utrzymać odpowiednie ciśnienie krwi i równowagę elektrolityczną.
Badacze z HHMI interesowali się do tej pory zmysłem smaku. Zidentyfikowali receptory odpowiadające za odczuwanie słodyczy, goryczy, smaków kwaśnego i słonego oraz umami. Odkryli też, że nasz system nerwowy odczuwa i odpowiada na smak soli z pomocą różnych połączeń nerwowych. Te połączenia odpowiadają za to, że sól jest dla nas smaczna w małych ilościach, w dużych staje się nie do zniesienia. W ten sposób nasz zmysł smaku reguluje ilość soli, jaka jesteśmy w stanie spożyć - mówi współautor pracy, Yuki Oka, obecnie pracujący w California Institute of Technology. To jednak tylko jedna strona medalu, spożyciu soli towarzyszy bowiem picie wody - dodaje.
Badacze domyślali się, że spożycie wody musi być regulowane bez udziału zmysłu smaku. Postanowili sprawdzić narząd podsklepieniowy mózgu, o którym wiadomo było, że jest szczególnie aktywny u zwierząt odwodnionych. Ponieważ jako jeden z nielicznych organów mózgu znajduje się poza barierą krew mózg, może bezpośrednio odczuwać zakłócenia równowagi elektrolitycznej płynów ustrojowych.
Okazało się, że w SFO da się wyróżnić dwa zespoły komórek, których zadaniem jest kontrola spożycia wody. Zbadano je z pomocą metod optogenetyki, po wprowadzeniu do komórek białka reagującego na światło, można było sterować nimi z pomocą lasera. Myszy, u których aktywność jednej grupy neuronów wyłączano, piły bez umiaru tak, że ich masa rosła nawet o 8 procent. Jeśli wyłączano drugą grupę, prawie nie odczuwały pragnienia, mogły pić nawet o 80 procent wody mniej, niż normalnie.
Obie grupy komórek muszą wspólnie reagowac na zmieniający się poziom nawodnienia organizmu. To musi być bardzo precyzyjnie sterowany układ sprzężenia zwrotnego - podkreśla Zuker. Gdy zwierzę pije wodę, równowaga elektrolityczna się zmienia, organizm to odczuwa i reaguje - tłumaczy. Ten mechanizm jest u myszy niezależny od procesów uczenia się i zapamiętywania, najwyraźniej jest w mózgu zapisany na stałe.
