Beynimiz bize susadığımızı nasıl söyler?
Yeni bir çalışma, ne zaman su içmemiz gerektiğini ve ne zaman yeterince su içtiğimizi bize söyleyen beyin devrelerinin haritasını çıkarıyor. Araştırma, farelerde içki içme dürtüsünü uyararak ve bastırarak bir sinirsel hiyerarşiyi ortaya çıkardı.
Susamak, herkesin ve her hayvanın aşina olduğu bir duygudur.
O kadar yaygın bir deneyim ki, çok azımız bunu düşünüyor. Ancak sinirbilimciler bundan büyülenmiş durumda.
Bir organizmanın hayatta kalmasıyla ilgili olarak susuzluk inanılmaz derecede önemlidir. İhtiyaç duyduğunda sıvı almayan bir hayvan uzun süre hayatta kalmayacaktır.
Su olmazsa vücuttaki süreçlerin çoğu yakalanır ve insanlarda ölüm kısa bir gün içinde gerçekleşir.
Beynimizin vücuttaki su seviyelerini tespit edip içme arzumuzu tetikleyebileceği fikri yeni olmasa da, arkasındaki kesin sinirbilim ancak yavaş yavaş ortaya çıkıyor.
Susuzluk mekanizmasını araştırmak için en son çalışma, Pasadena, CA'daki Caltech'te biyoloji profesörü yardımcısı Yuki Oka tarafından gerçekleştirildi. Bulgular bu hafta yayınlandı Doğa.
Susamış beyin
Bu alanda halihazırda bazı çalışmalar yapılmıştır. Çalışmalar, ön beyindeki yaprak benzeri bir yapının, lamina terminalisin (LT) susuzluk düzenlemesinde önemli olduğunu göstermiştir. LT üç bölümden oluşur: organum vasculosum laminae terminalis (OVLT), subfornik organ (SFO) ve medyan preoptik çekirdek (MnPO).
Beynin büyük bir kısmı kan-beyin bariyeri ile kan dolaşımından ayrılır. Diğer rollerin yanı sıra, bu zar beyni bakteriler gibi patojenlerden korur. Ancak SFO ve OVLT alışılmadık; kan-beyin bariyeri tarafından korunmazlar ve kan dolaşımına doğrudan temas edebilirler.
Kanla olan bu doğrudan iletişim, onların sodyum konsantrasyonunu değerlendirmelerine olanak tanır, bu nedenle kanın "tuzluluğu", bir hayvanın ne kadar sulu olduğunun iyi bir göstergesidir.
Daha önceki çalışmalar, LT'nin uyarıcı nöronlar içerdiğini zaten göstermiştir. Bir farede uyarıldıklarında, içme davranışını ortaya çıkarır.
Bu yeni çalışmada bilim adamları, çekirdeğin SFO'dan uyarıcı girdi aldığı, ancak bunun tersi olmadığı için MnPO'nun özellikle önemli olduğunu keşfettiler.
MnPO’nun “uyarıcı nöronları genetik olarak susturulduğunda, SFO veya OVLT'yi uyarmanın” artık farelerde içme davranışı üretmediğini gösterdiler.
Susuzluk hiyerarşisi
Bu çalışma, LT'nin hiyerarşik organizasyonunu tanımlayan ilk çalışmadır: MnPO, SFO ve OVLT'den bilgi toplar ve içme aktivitesini tetiklemek için bunları diğer beyin merkezlerine aktarır.
Bilim adamları ayrıca içme davranışıyla ilgili başka bir soruyu yanıtlamak için bir yol kat ediyorlar: Ne zaman duracağımızı nasıl bileceğiz? Prof. Oka bilmeceyi şöyle açıklıyor: "Susuz kaldığınızda, birkaç saniye su içebilirsiniz ve kendinizi tatmin hissedersiniz."
"Ancak," diye ekliyor, "bu noktada kanınız henüz yeniden hidratlanmaz: genellikle yaklaşık 10 ila 15 dakika sürer. Bu nedenle, SFO ve OVLT, içtikten hemen sonra kan rehidrasyonunu tespit edemeyecektir. Yine de beyin, vücut tamamen su kaybına uğramadan bile içkiyi ne zaman bırakacağını bir şekilde biliyor. "
Bu, beyni içkiyi bırakması için bilgilendiren başka, daha hızlı bir sinyal olduğu sonucuna varır. Çalışmalar, bir fare içmeye başladığında LT'deki uyarıcı nöronların sessizleştiğini göstermiştir, ancak bunun tam olarak nasıl gerçekleştiği bilinmemektedir.
Prof. Oka ve ekibi, MnPO'daki inhibitör nöronların, içmenin fiziksel eylemine yanıt verdiğini ve SFO susuzluk nöronlarındaki aktiviteyi bastırdığını gösterdi. İlginç bir şekilde, inhibe edici nöronlar işlerini yiyeceklere değil, yalnızca sıvı alımına yanıt olarak yaparlar.
Sıvılar ve katılar arasındaki bu ayrımın, boğazın yutma mekanizmasına dahil olan parçası olan orofarenksin hareketini izleyerek mümkün olduğuna inanıyorlar. İçerken ki aktivitesi yemekten farklıdır.
“Gerçekten susadığınızda ve sıvıyı hızla yuttuğunuzda, boğazınız yemek yemekten farklı bir şekilde belirli bir şekilde hareket eder. Engelleyici nüfusun bu hızlı su içme hareketine tepki verdiğini düşünüyoruz. "
Lider çalışma yazarı Vineet Augustine, yüksek lisans öğrencisi
Öğrenmek için daha fazla
Bulgular, ne zaman içmemiz gerektiğini bize söyleyen karmaşık etkileşimler ağına dair anlayışımıza katkıda bulunuyor. Ancak çalışmanın yazarlarına göre, öğrenecek çok şey var.
Prof. Oka'nın açıkladığı gibi, “Keşfettiğimiz engelleyici sinyaller yalnızca içme eylemi sırasında etkindir. Ancak tokluk hissi gerçekten çok daha uzun sürer. Bu, MnPO inhibe edici nöronların susuzluk tokluğunun tek kaynağı olamayacağını gösteriyor. "
"Bu, gelecekteki çalışmanın konusu olacak."
Elbette çalışma farelerde gerçekleştirildi, ancak insan beyninde de benzer bölgeler bulunabilir. Bu nedenle araştırmacılar, bulguların bizim için de geçerli olduğuna inanıyor.
