Жажда клеток: как мозг сигнализирует о недостатке жидкости в организме

Новое исследование, проведенное на мышах, показало, что молекулы в кишечнике могут предсказать, какое количество жидкости нам нужно выпить, чтобы удовлетворить жажду. Затем кишечник незамедлительно уведомляет мозг, который, в свою очередь, решает, насколько сильным сделать чувство жажды, сообщается в журнале Nature.

В 2016 году группа исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Франциско обнаружила, что когда мыши пьют воду, это заставляет их рот и горло посылать сигналы в мозг, что отключает клетки мозга, которые вызывают чувство жажды. Эти так называемые «клетки жажды» находятся в области, называемой гипоталамусом, которая регулирует жажду, пульс, кровяное давление и дыхание.

Рот и горло начинают подавать такие сигналы в течение нескольких секунд после питья, хотя для того, чтобы эта вода действительно попала в кровоток и циркулировала в клетках, испытывающих жажду, по всему телу, обычно требуется от 10 минут до часа. Таким образом, мозг должен найти баланс: если он слишком быстро отключает сигналы, организм не получит достаточно жидкости, объясняет автор исследования, доцент кафедры физиологии в Калифорнийском университете Захари Найт.

В новом исследовании Найт и его команда имплантировали оптические волокна и линзы рядом с гипоталамусом мозга мыши, что позволяло им наблюдать и измерять процесс включения и выключения нейронов жажды.

Когда ученые дали мышам пить соленую воду, то обнаружили, что нейроны жажды прекратили работать почти сразу. Однако через минуту нейроны снова включились.

Горло и рот посылали сигналы мозгу о начале утоления жажды независимо от типа жидкости. Но поскольку соленые жидкости могут обезвоживать организм, то сигнал «включения чувства жажды», вероятно, поступил откуда-то еще, после того как горло и рот отключили нейроны жажды.

Следуя догадке, что эти нейроны могут получать другие сигналы из кишечника, исследователи непосредственно вводили воду – как соленую, так и пресную – в желудки мышей. Они обнаружили, что пресная вода также заставляла нейроны прекращать работу, однако с соленой водой этого не наблюдалось. Более того, когда грызунам, которые уже выпили соленую воду, давали пить пресную, эти жаждущие нейроны сначала, как и ожидалось, выключались, а затем быстро включались.

Ученые предполагают, что в кишечнике есть молекулы, которые чувствуют содержание соли в жидкости и используют ее, чтобы предсказать, сколько организму нужно воды. Эта система, которая работала, только когда мыши были действительно обезвожены, посылает эту информацию в мозг в течение одной минуты, в результате чего включаются нейроны жажды.

По словам автора исследования, если данные результаты будут подтверждены на людях, это может помочь в разработке новых методов регулирования чувства жажды. Особенно это важно для пожилых людей, которые с возрастом утрачивают способность чувствовать потребность увлажнять свой организм, заключил Захари Найт.