体はどのようにして水を飲むのを止めるべきかを知っていますか?

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熱烈な太陽の下での実行後の最初の氷冷水滴は、美味しく魅力的です。しかし、他の4つを減らした後のコップ1杯は、おそらくそうではありません。

これらのさまざまな反応は脳のおかげで発生します。これにより、水を飲みすぎたり、飲みすぎたりしないようにします。体を危険な領域に投げ込む2つのシナリオです。

しかし、あなたはいつ飲酒を止めたり始めたりするよう勧めるのかを脳はどのように知っていますか?

マウスで行われた新しい研究は、体を満足させるためにどれだけ飲む必要があるかを予測することにより、腸の神秘的な要素が役割を果たす可能性があることを示唆しています。それはすぐに脳に通知し、次に脳がどれほど喉が渇いたかを判断します。研究者のグループは本日(3月26日)、Nature誌で報告しました。

喉の渇きの細胞

2016年、カリフォルニア大学サンフランシスコ校(UCSF)の研究グループは、マウスが液体を飲むと口と喉に脳に信号を送るよう促し、喉の渇きを支配する脳細胞をシャットダウンすることを発見しました。これらの「喉の渇きの細胞」は、喉の渇き、血圧、その他の体のプロセスを調節する視床下部と呼ばれる領域と、弓下器官と呼ばれる隣接する小さな場所にあります。

口と喉は何かを飲んで数秒以内にこれらの信号を発し始めますが、その水が実際に血流に入り、全身の喉の渇いた細胞に循環するのに通常10分から1時間かかります。したがって、脳はバランスをとる必要があります。それが信号を非常に速くオフにすると、飲むのに十分な量が得られなくなります。

「どういうわけか、脳はこれら2つの異なるタイムスケールに一致する方法を持っているので、身体のニーズを満たすために適切な量の水を非常に迅速に飲むことができます。」ヒューズ医療研究所の調査官。

脳がどのようにそれを行うかは、研究者の研究が答えようとした質問でした。

とらえどころのない話者

新しい研究では、ナイトと彼のチームは、マウスの脳の視床下部の近くに光ファイバーとレンズを埋め込んだため、喉の渇きのニューロンがいつオン/オフになるかを観察して測定できました。

彼らがマウスに塩水を与えたとき、科学者たちは、喉の渇きニューロンが予想通りほぼ即座に発火を停止したことを発見しました。しかし、数分後、それらのニューロンは再びオンに切り替わりました。

研究者たちは、マウスの脳内の喉の渇きのニューロンが塩分を含んだ新鮮な水を飲んだときの活動を測定し、観察しました。 (画像クレジット:Josh Norem)

喉と口は脳に信号を送り、液体の種類に関係なく喉の渇きを消し始めます。しかし、塩辛い液体は体を脱水する可能性があるため、喉と口が喉の渇きニューロンを「オフ」にした後、「オン」の信号はおそらくどこか他の場所からのものでした。

彼らは、真水もニューロンの発火を止めさせたが、海水は止めなかったことを発見した。さらに、塩水を注入したマウスに飲用の真水を与えたとき、これらの喉の渇きのニューロンは最初に予想通りオフになりましたが、その後すぐにオンに戻りました。

結果は、腸内に液体の塩分を感知し、それを使用して飲み物が体に水分を補給する量を予測する分子があることを示唆しています。このシステムは、マウスが本当に脱水されたときにのみ機能するように見えましたが、1分以内にこの情報を脳に送信し、喉の渇きのニューロンが点滅します。

そして、ナトリウムは腸分子を発散させる唯一の化合物ではないと、ナイトはLive Scienceに語った。 「血液の浸透圧を変化させるものはすべて、このシステムによって検出されます。」 (浸透圧とは、液体の濃度を指します。)

喉の渇きのコントロール

調査結果は、人間で確認された場合、さまざまな人々に利益をもたらす可能性があります。

たとえば、ナイトは喉の渇きを調整する私たちの能力は年齢とともに減少すると指摘しました。 「したがって、適切な水分補給を怠ると、それが医学的な問題を引き起こす可能性があります。特に、たとえば、猛暑の時期にはそうです」と彼は言った。

この反対も当てはまる可能性があります。「マラソンランナーの大部分は、レース中に水分補給しすぎる傾向があります」と研究に参加しなかったカナダのマギル大学の神経科学者、チャールズバークは言った。 「これの理由は明らかではないが、この腸と脳の信号の弱体化が役割を果たすかもしれない。」

いずれにせよ、この研究は「喉の渇きの制御について私たちが知っていることを大幅に進歩させた」とBourque博士はLive Scienceに語った。また、結果は人間の脳スキャンから得られたデータと一致しているため、少なくとも一部の発見は人間に適用できる可能性が高いと付け加えました。

マウスと人間は明らかにいくつかの脳構造が異なりますが、それらの視床下部は非常に似ています、とナイトは言った。

チームはまた、喉の渇きの信号が脳と腸の間の主要な信号ハイウェイである迷走神経に沿って伝わっていることも発見しました。研究者が後の実験でこの神経を切り出したとき、マウスが飲み始めたときに喉の渇きニューロンはオンに戻りませんでした。

はっきりとはわかりませんが、チームは信号が小腸から特に来ていると考えています。これは迷走神経に最も強く接続しているスポットであり、消化プロセスの「正しい」タイムスポットにあり、活性化しますこれらの喉の渇き神経は、水を飲んでから1分程度です。

彼らの次のプロジェクトでは、チームは信号の起源を解明したいと考えています。

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