Peter Tucker
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Dieser erste Tropfen eiskaltes Wasser nach einem Lauf in der kochenden Sonne kann köstlich einladend sein. Ein Glas Wasser nach dem Absenken von vier anderen ist es jedoch wahrscheinlich nicht.
Diese unterschiedlichen Reaktionen treten dank des Gehirns auf, das sicherstellt, dass wir nicht zu viel oder zu wenig Wasser trinken - zwei Szenarien, die den Körper in gefährliches Gebiet werfen würden.
Aber woher weiß das Gehirn, wann es Sie ermutigen soll, mit dem Trinken aufzuhören oder zu beginnen??
Eine neue Studie an Mäusen legt nahe, dass ein mysteriöses Element im Darm eine Rolle spielen kann, indem vorhergesagt wird, wie viel Sie trinken müssen, um den Körper zu befriedigen. Es benachrichtigt dann umgehend das Gehirn, das wiederum entscheidet, wie durstig Sie sein sollen, berichtete eine Gruppe von Forschern heute (26. März) in der Zeitschrift Nature.
Durstzellen
Im Jahr 2016 fand eine Gruppe von Forschern an der Universität von Kalifornien in San Francisco (UCSF) heraus, dass Mäuse beim Trinken von Flüssigkeiten Mund und Rachen dazu auffordern, Signale an das Gehirn zu senden, wodurch die Gehirnzellen abgeschaltet werden, die den Durst bestimmen. Diese "Durstzellen" befinden sich in einer Region namens Hypothalamus, die Durst, Blutdruck und andere körperliche Prozesse reguliert, sowie in einem kleinen Nachbarort, dem subfornischen Organ. [10 Dinge, die wir 2018 über das Gehirn gelernt haben]
Mund und Rachen beginnen innerhalb weniger Sekunden nach dem Trinken, diese Signale auszulösen, obwohl dies normalerweise etwa 10 Minuten dauertzu einer Stundedamit dieses Wasser tatsächlich in den Blutkreislauf gelangt und zu durstigen Zellen im ganzen Körper zirkuliert. Das Gehirn muss also ein Gleichgewicht finden - wenn es die Signale zu schnell ausschaltet, bekommen Sie nicht genug zu trinken.
"Irgendwie hat das Gehirn eine Möglichkeit, diese beiden unterschiedlichen Zeitskalen anzupassen, sodass Sie sehr schnell genau die richtige Menge Wasser trinken können, um die Bedürfnisse Ihres Körpers zu befriedigen", sagte der Studienautor Zachary Knight, Associate Professor für Physiologie an der UCSF und Howard Ermittler des Hughes Medical Institute.
Wie das Gehirn dies tut, war die Frage, die die Studie der Forscher zu beantworten suchte.
Der schwer fassbare Redner
In der neuen Studie implantierten Knight und sein Team optische Fasern und Linsen in der Nähe des Hypothalamus des Gehirns von Mäusen, sodass sie beobachten und messen konnten, wann sich diese Durstneuronen ein- und ausschalten. [13 Tipps, um in der Sommerhitze hydratisiert zu bleiben]
Als sie den Mäusen Salzwasser gaben, stellten die Wissenschaftler fest, dass die Durstneuronen erwartungsgemäß fast sofort aufhörten zu feuern. Aber ungefähr eine Minute später schalteten sich diese Neuronen wieder ein.
Das Feuer in Hals und Mund signalisiert dem Gehirn, den Durst zu stillen, unabhängig von der Art der Flüssigkeit. Aber weil salzige Flüssigkeiten den Körper austrocknen können, kam das "Ein" -Signal wahrscheinlich von irgendwo anders, nachdem Hals und Mund die Durstneuronen "ausgeschaltet" hatten.
Nach der Vermutung, dass diese Neuronen möglicherweise die anderen Signale aus dem Darm erhalten, infundierten die Forscher die Mägen der Mäuse direkt mit salzigem und frischem Wasser, wobei die Signale von Mund und Rachen vermieden wurden.
Sie fanden heraus, dass frisches Wasser auch die Neuronen aufhörte zu feuern, Salzwasser jedoch nicht. Wenn mit Salzwasser infundierte Mäuse frisches Wasser zum Trinken erhielten, schalteten sich diese Durstneuronen erwartungsgemäß zuerst aus - dann aber schnell wieder ein.
Die Ergebnisse legen nahe, dass es Moleküle im Darm gibt, die den Salzgehalt in Flüssigkeiten erfassen und damit vorhersagen, wie viel ein Getränk den Körper mit Feuchtigkeit versorgt. Dieses System, das nur zu funktionieren schien, wenn die Mäuse wirklich dehydriert waren, sendet diese Informationen innerhalb einer Minute an das Gehirn, und die Durstneuronen funkeln ein und aus.
Und Natrium ist nicht die einzige Verbindung, die die Darmmoleküle auslösen würde, sagte Knight. "Alles, was die Osmolarität des Blutes verändern würde, wird von diesem System erkannt." (Osmolarität bezieht sich darauf, wie konzentriert eine Flüssigkeit ist.)
Die Kontrolle des Durstes
Wenn die Ergebnisse beim Menschen bestätigt werden, könnten sie einer Reihe von Menschen zugute kommen.
Zum Beispiel stellte Knight fest, dass unsere Fähigkeit, den Durst zu regulieren, mit dem Alter abnimmt. "So bleiben [ältere Menschen] nicht ausreichend hydratisiert, und das kann zu medizinischen Problemen führen - insbesondere zum Beispiel in Zeiten starker Hitze", sagte er.
Das Gegenteil kann auch zutreffen: "Ein großer Teil der Marathonläufer neigt dazu, während eines Rennens zu viel Flüssigkeit zu sich zu nehmen", sagte Charles Bourque, Neurowissenschaftler an der McGill University in Kanada, der nicht an der Studie teilnahm. "Die Gründe dafür sind nicht klar, aber eine Schwächung dieses Darm-zu-Gehirn-Signals könnte eine Rolle spielen."
In jedem Fall "verbessert die Studie das, was wir über die Kontrolle des Durstes wissen", erheblich ", sagte Dr. Bourque. Und weil die Ergebnisse mit Daten aus Gehirnscans beim Menschen übereinstimmen, sind zumindest einige der Ergebnisse wahrscheinlich auf den Menschen anwendbar, fügte er hinzu.
Obwohl sich Mäuse und Menschen offensichtlich in einigen Gehirnstrukturen unterscheiden, sind ihre Hypothalami sehr ähnlich, sagte Knight.
Das Team stellte außerdem fest, dass die Durstsignale entlang der Hauptsignalstraße zwischen Gehirn und Darm wanderten: dem Vagusnerv. Als die Forscher diesen Nerv in einem späteren Experiment herausschnitten, schalteten sich die Durstneuronen nicht wieder ein, als die Mäuse anfingen zu trinken.
Obwohl sie es nicht genau wissen, glaubt das Team, dass die Signale speziell vom Dünndarm kommen, der die Stelle ist, die am stärksten mit dem Vagusnerv verbunden ist und sich auch im "richtigen" Zeitrahmen des Verdauungsprozesses befindet, um aktiviert zu werden diese Durstnerven etwa eine Minute nach dem Trinken von Wasser.
Für ihr nächstes Projekt hofft das Team, den Ursprung des Signals herauszufinden.
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