Die eerste druppel ijskoud water na een run in de brandende zon kan heerlijk uitnodigend zijn. Een glas water na het neerhalen van vier anderen is dat echter waarschijnlijk niet.
Die uiteenlopende reacties vinden plaats dankzij de hersenen, die ervoor zorgen dat we niet te veel of te weinig water drinken - twee scenario's die het lichaam in gevaarlijk gebied zouden gooien.
Maar hoe weten de hersenen wanneer ze je moeten aanmoedigen om te stoppen of te gaan drinken?
Een nieuwe studie bij muizen suggereert dat een mysterieus element in de darmen een rol kan spelen door te voorspellen hoeveel je moet drinken om het lichaam tevreden te stellen. Vervolgens stelt het onmiddellijk de hersenen op de hoogte, die op hun beurt beslissen hoe dorstig je moet worden, meldde een groep onderzoekers vandaag (26 maart) in het tijdschrift Nature.
Dorstcellen
In 2016 ontdekte een groep onderzoekers van de University of California, San Francisco (UCSF) dat wanneer muizen vloeistoffen drinken, het de mond en keel ertoe aanzet signalen naar de hersenen te sturen, waardoor de hersencellen die de dorst dicteren, worden uitgeschakeld. Deze "dorstcellen" worden gevonden in een gebied dat de hypothalamus wordt genoemd en dat de dorst, bloeddruk en andere lichamelijke processen reguleert, en ook op een kleine naburige plek die het subfornische orgaan wordt genoemd.
De mond en keel beginnen deze signalen af te vuren binnen een paar seconden nadat ze iets hebben gedronken, hoewel het meestal ongeveer 10 minuten tot een uur duurt voordat dat water daadwerkelijk in de bloedbaan komt en naar de dorstige cellen door het hele lichaam wordt verspreid. Het brein moet dus een balans vinden - als het de signalen te snel uitschakelt, krijg je niet genoeg te drinken.
"Op de een of andere manier hebben de hersenen een manier om deze twee verschillende tijdschalen aan te passen, zodat je heel snel precies de juiste hoeveelheid water kunt drinken om aan de behoeften van je lichaam te voldoen", zegt studie-auteur Zachary Knight, universitair hoofddocent fysiologie aan UCSF en een Howard Onderzoeker van het Hughes Medical Institute.
Hoe de hersenen dat doen, was de vraag die de onderzoekers probeerden te beantwoorden.
De ongrijpbare prater
In de nieuwe studie implanteerden Knight en zijn team optische vezels en lenzen in de buurt van de hypothalamus van muizenhersenen, waardoor ze konden kijken en meten wanneer die dorstneuronen aan en uit gingen.
Toen ze de muizen zout water gaven, ontdekten de wetenschappers dat de dorstneuronen, zoals verwacht, vrijwel onmiddellijk stopten met vuren. Maar ongeveer een minuut later schakelden die neuronen weer in.
Het keel- en mondvuur geeft een signaal aan de hersenen om de dorst te lessen, ongeacht het type vloeistof. Maar omdat zoute vloeistoffen het lichaam kunnen uitdrogen, kwam het "aan" -signaal waarschijnlijk ergens anders vandaan, nadat de keel en mond de dorstneuronen "hadden uitgeschakeld".
Ze ontdekten dat zoet water ook de neuronen deed stoppen met vuren, maar zout water niet. Sterker nog, toen muizen die met zout water doordrenkt waren, vers water kregen om te drinken, werden die dorstneuronen eerst, zoals verwacht, uitgeschakeld - maar daarna snel weer ingeschakeld.
De resultaten suggereren dat er moleculen in de darmen zijn die het zoutgehalte in vloeistoffen detecteren en gebruiken om te voorspellen hoeveel een drankje het lichaam zal hydrateren. Dit systeem, dat alleen leek te werken als de muizen echt uitgedroogd waren, stuurt deze informatie binnen een minuut naar de hersenen en de dorstneuronen fonkelen aan en uit.
En natrium is niet de enige verbinding die de darmmoleculen zou laten afgaan, vertelde Knight aan WordsSideKick.com. 'Alles wat de osmolariteit van het bloed zou veranderen, wordt door dit systeem gedetecteerd.' (Osmolariteit verwijst naar hoe geconcentreerd een vloeistof is.)
De beheersing van de dorst
Als de bevindingen bij mensen worden bevestigd, kunnen ze een reeks mensen ten goede komen.
Knight merkte bijvoorbeeld op dat ons vermogen om de dorst te reguleren afneemt met de leeftijd. "Dus blijf niet goed gehydrateerd en dat kan medische problemen veroorzaken - vooral, bijvoorbeeld in tijden van intense hitte", zei hij.
Het tegenovergestelde kan ook waar zijn: 'Een groot deel van de marathonlopers heeft de neiging om tijdens een race te veel te hydrateren', zegt Charles Bourque, een neurowetenschapper aan de McGill University in Canada, die geen deel uitmaakte van de studie. 'De redenen hiervoor zijn niet duidelijk, maar een verzwakking van dit darm-naar-hersensignaal kan een rol spelen.'
In ieder geval, de studie "brengt aanzienlijk wat we weten over de beheersing van dorst naar voren", vertelde Dr. Bourque aan WordsSideKick.com. En omdat de resultaten consistent zijn met gegevens die zijn verkregen uit hersenscans bij mensen, zijn ten minste enkele van de bevindingen waarschijnlijk van toepassing op mensen, voegde hij eraan toe.
Hoewel muizen en mensen duidelijk verschillen in sommige hersenstructuren, lijken hun hypothalami erg op elkaar, zei Knight.
Het team ontdekte ook dat de dorstige signalen langs de belangrijkste signaalweg tussen de hersenen en de darmen reisden: de nervus vagus. Toen de onderzoekers deze zenuw in een later experiment uitsneden, gingen de dorstneuronen niet meer aan toen de muizen begonnen te drinken.
Hoewel ze het niet zeker weten, denkt het team dat de signalen specifiek afkomstig zijn van de dunne darm, de plek die het sterkst verbonden is met de nervus vagus en die ook in de "juiste" tijdsperiode in het spijsverteringsproces zit om te activeren die dorst zenuwen een minuut of zo na het drinken van water.
Voor hun volgende project hoopt het team de oorsprong van het signaal te achterhalen.
