Den første dråpen iskaldt vann etter en løpetur i den brennende solen kan være deilig innbydende. Et glass vann etter å ha druknet fire andre, er det imidlertid sannsynligvis ikke.
Disse varierte svarene oppstår takket være hjernen, som sørger for at vi ikke drikker for mye eller for lite vann - to scenarier som vil kaste kroppen inn i farlig territorium.
Men hvordan vet hjernen når du skal oppmuntre deg til å slutte eller begynne å drikke?
En ny studie utført på mus antyder at et mystisk element i tarmen kan spille en rolle ved å forutsi hvor mye du trenger å drikke for å tilfredsstille kroppen. Den varsler så raskt hjernen, som igjen bestemmer hvor tørst du skal gjøre deg, rapporterte en gruppe forskere i dag (26. mars) i tidsskriftet Nature.
Tørstceller
I 2016 fant en gruppe forskere ved University of California, San Francisco (UCSF) at når mus drikker væske, ber den munnen og halsen om å sende signaler til hjernen, som stenger ned hjernecellene som dikterer tørst. Disse "tørstcellene" finnes i et område som kalles hypothalamus, som regulerer tørst, blodtrykk og andre kroppslige prosesser, og også i et lite nærliggende sted som kalles det subforniske organet.
Munnen og halsen begynner å skyte disse signalene i løpet av noen få sekunder etter å ha drukket noe, selv om det vanligvis tar omtrent 10 minutter til en time før det vannet kommer inn i blodomløpet og sirkuleres til tørste celler i hele kroppen. Så hjernen trenger å få en balanse - hvis den slår av signalene for fort, får du ikke nok å drikke.
"På en eller annen måte har hjernen en måte å matche disse to forskjellige tidsskalene på, slik at du veldig raskt kan drikke akkurat den riktige mengden vann for å tilfredsstille kroppens behov," sa studieforfatteren Zachary Knight, en førsteamanuensis i fysiologi ved UCSF og en Howard Hughes Medical Institute-etterforsker.
Hvordan hjernen gjør det var spørsmålet forskernes studie prøvde å svare på.
Den unnvikende taleren
I den nye studien implanterte Knight og teamet hans optiske fibre og linser i nærheten av hypothalamus av musehjerne, som gjorde at de kunne se og måle når de tørste nevronene slås av og på.
Da de ga musene saltvann, fant forskerne at tørstneuronene sluttet å skyte nesten umiddelbart, som forventet. Men et øyeblikk senere slo de nevronene på igjen.
Halsen og munnen brann signaliserer til hjernen å begynne å slukke tørsten uansett type væske. Men fordi salte væsker kan dehydrere kroppen, kom "på" -signalet sannsynligvis fra et annet sted, etter at halsen og munnen skrudde tørstneuronene "av."
De fant ut at ferskvann også fikk neuronene til å slutte å skyte, men saltvann gjorde det ikke. Dessuten, når saltvann-infuserte mus fikk ferskvann å drikke, ble de tørste nevronene først, som forventet, slått av - men deretter raskt slått på igjen.
Resultatene antyder at det er molekyler i tarmen som fornemmer saltinnholdet i væsker og bruker det for å forutsi hvor mye en drink vil hydrere kroppen. Dette systemet, som bare så ut til å virke når musene virkelig var dehydrert, sender denne informasjonen til hjernen i løpet av et minutt, og tørstnevronene glimter av og på.
Og natrium er ikke den eneste forbindelsen som ville sette av tarmsmolekylene, sa Knight til Live Science. "Alt som kan endre blodets osmolaritet oppdages av dette systemet." (Osmolaritet refererer til hvor konsentrert en væske er.)
Kontrollen av tørsten
Funnene, hvis de ble bekreftet hos mennesker, kan komme en rekke mennesker til gode.
For eksempel bemerket Knight at vår evne til å regulere tørst minker med alderen. "Så unnlater å holde seg ordentlig hydrert, og det kan forårsake medisinske problemer - spesielt for eksempel i tider med intens varme," sa han.
Det motsatte kan også stemme: "En stor andel av maratonløpere har en tendens til å over-hydrat under et løp," sa Charles Bourque, nevrovitenskapsmann ved McGill University i Canada, som ikke var en del av studien. "Årsakene til dette er ikke klare, men en svekkelse av dette tarmen til hjernen kan spille en rolle."
Uansett, studien "forbedrer det vi vet om kontrollen av tørsten betydelig", sa Dr. Bourque til Live Science. Og fordi resultatene stemmer overens med data hentet fra hjerneskanning hos mennesker, er i det minste noen av funnene sannsynligvis gjeldende for mennesker, la han til.
Selv om mus og mennesker åpenbart er forskjellige i noen hjernestrukturer, er hypothalami deres veldig like, sa Knight.
Teamet fant også ut at tørstesignalene gikk langs hovedsignalveien mellom hjernen og tarmen: vagusnerven. Da forskerne kuttet ut denne nerven i et senere eksperiment, slo ikke tørstneuronene seg igjen da musene begynte å drikke.
Selv om de ikke vet det helt sikkert, tror teamet at signalene kommer spesifikt fra tynntarmen, som er stedet som kobles sterkest til vagusnerven og er også i det "riktige" tidspunktet i fordøyelsesprosessen for å aktivere de tørste nervene et minutt eller så etter å ha drukket vann.
For deres neste prosjekt håper teamet å finne ut signalets opprinnelse.
