Nieuw onderzoek heeft de hersencircuits inkaart gebracht. Hierdoor is bekend geworden hoe de hersenen ons de drang tot drinken en de verzadiging hiervan aangeven, de zogenaamde ‘dorstschakelaar’ van de hersenen. Het onderzoek onthulde een neurale hiërarchie door de drang om te drinken bij muizen te stimuleren en te onderdrukken.
Dorstmechanisme
Dorst hebben is een sensatie waar ieder mens en elk dier mee bekend is. Het is een ervaring die zo vaak voorkomt, dat weinigen van ons er nog over nadenken. Maar neurowetenschappers zijn er door gefascineerd.
Met betrekking tot het voortbestaan van een organisme is dorst ongelooflijk belangrijk. Een dier dat geen vocht opneemt wanneer het dit nodig heeft, zal niet lang meer leven. Zonder water zullen de meeste processen in het lichaam worden stopgezet en afgebroken en bij de mens volgt de dood in een paar dagen.
Hoewel het idee dat onze hersenen vochtreserves in het lichaam kunnen detecteren en onze drang om te drinken stimuleren niet nieuw is, wordt de exacte neurowetenschap erachter pas langzaam uitgewerkt. Het meest recente onderzoek naar het dorstmechanisme werd uitgevoerd door Yuki Oka, een assistent-professor in de biologie aan de Caltech in Pasadena, CA. De bevindingen werden deze week gepubliceerd in Nature.
Het dorstige brein
Er is al wat werk op dit gebied verricht. Het middengedeelte van de wand van de voorhersenen bestaat uit een dunne lamina, de lamina terminalis (LT) en bestaat uit een bladachtige structuur. De LT is belangrijk bij de regulering van dorst. De LT bestaat uit drie delen:
- de organum vasculosum laminae terminalis (OVLT);
- het subfornical orgaan (SFO);
- de mediale preoptische nucleus (MnPO).
De meerderheid van de hersenen wordt door de bloed-hersenbarrière gescheiden van de bloedbaan. Naast andere rollen beschermt dit membraan de hersenen tegen pathogenen, zoals bacteriën. Maar de SFO en OVLT zijn afwijkend; ze worden niet beschermd door de bloed-hersenbarrière en kunnen rechtstreeks in contact komen met de bloedbaan.
Deze directe communicatie met het bloed stelt hen in staat de natriumconcentratie te bepalen, dus de “zoutheid” van het bloed is een goede indicatie van hoe gehydrateerd een dier is. Eerdere studies hebben al aangetoond dat de LT exciterende neuronen bevat. Wanneer ze worden gestimuleerd in een muis, lokt het drinkgedrag uit.
In deze nieuwe studie ontdekten de wetenschappers dat de MnPO bijzonder belangrijk is, doordat de kern exciterende input ontvangt van de SFO, maar niet andersom. Ze toonden aan dat wanneer de “exciterende neuronen van de MnPO genetisch tot zwijgen worden gebracht, het stimuleren van de SFO of OVLT” niet langer drinkgedrag bij de muizen produceert.
De dorsthiërarchie
Deze studie is de eerste om de hiërarchische organisatie van LT te beschrijven: de MnPO verzamelt informatie van de SFO en OVLT en geeft deze door aan andere hersencentra om het drinken te activeren.
De wetenschappers gaan ook een eind in de richting van het beantwoorden van een andere vraag met betrekking tot drinkgedrag: hoe weten we wanneer we moeten stoppen? Prof. Oka legt het raadsel uit en zegt: “Als je uitgedroogd bent, kun je een paar seconden water drinken en voel je je tevreden.” “Echter,” voegt hij eraan toe, “op dat moment is je bloed nog niet gerehydrateerd: het duurt gewoonlijk ongeveer 10 tot 15 minuten, daarom zouden de SFO en de OVLT bloedretratering niet snel na het drinken kunnen detecteren. Weet op de een of andere manier wanneer te stoppen met drinken, zelfs voordat het lichaam volledig is gerehydrateerd.”
Hieruit kan worden afgeleid, dat er een ander, sneller signaal bestaat dat de hersenen informeert om te stoppen met drinken. Studies hebben aangetoond dat excitatorische neuronen in de LT zijn verzacht wanneer een muis begint te drinken, maar hoe dit precies gebeurd is niet bekend.
Prof. Oka en zijn team toonden aan dat remmende neuronen in de MnPO reageren op de fysieke actie van het drinken en de activiteit in de SFO-dorstneuronen onderdrukken. Interessant is dat de remmende neuronen alleen hun werk doen in reactie op de inname van vloeistoffen – en niet van voedsel.
Ze zijn van mening dat dit onderscheid tussen vloeistoffen en vaste stoffen mogelijk is door de beweging van de orofarynx te controleren, wat het deel van de keel is dat betrokken is bij het slikmechanisme. De activiteit tijdens het drinken is anders dan eten.
Als je echt dorst hebt en snel vloeistof opslokt, beweegt de keel op een bepaalde manier die anders is dan het eten van voedsel. We denken dat de remmende populatie reageert op deze motie van snel inslikken van water.
Hoofdstudie auteur Vineet Augustine, een afgestudeerde student
De bevindingen dragen bij aan ons begrip van het complexe netwerk van interacties die ons vertellen wanneer we moeten drinken. Maar volgens de auteurs van de studie is er nog veel te leren.
Zoals professor Oka uitlegt: “De remmende signalen die we ontdekten, zijn alleen actief tijdens de drankactie, maar het gevoel van verzadiging duurt inderdaad veel langer, wat aangeeft dat de MnPO-remmende neuronen niet de enige bron van dorstverzadiging kunnen zijn.”
“Dit zal het onderwerp zijn voor toekomstige studie.”
Natuurlijk werd de studie uitgevoerd in muizen, maar vergelijkbare regio’s zijn te vinden in het menselijk brein. De onderzoekers zijn daarom van mening dat de bevindingen ook op ons van toepassing zijn.
https://www.medicalnewstoday.com/articles/321089.php
Bron: MedicalNewsToday
[098]
Geef een reactie