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神奇的「口渴神经元」,能预测吃饭和喝水对血液渗透压的影响

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日报标题:口渴的时候,我不要热水,请给我凉水

Mon1st,神经生物与行为学博士在读

今天看到一篇文章: 《口渴神经元预测吃饭和喝水对内稳态的影响》[1],一下子解决了好几个问题:

为什么口渴时洗冷水脸后就不渴了? - 生物学

为什么会觉得凉水比热(温)水解渴? - 冷知识

为什么人在口渴时倾向于选择喝冷水而非温水或热水? - 生理学

吃饭时为什么想喝水? - 吃饭

以及我一直很好奇的:

为什么口渴时吸吮冰块会解渴?

必要的背景知识:经典的内稳态理论认为动物喝水是为了维持血液的渗透压:可以理解为水和盐分等溶剂的比例。当血液中的盐分过多时动物开始喝水,当盐分恢复到正常水平时停止喝水。这个理论无法解释为什么我们喝水时迅速解渴——从喝水的动作到血液渗透压恢复需要数十分钟的时间;同样也无法解释为什么吃饭的时候会口渴——从进食到血液渗透压升高同样需要数十分钟时间。

作者们 Zimmerman et al. 发现,小鼠大脑中的一组神经元(SFO_Nos1, 穹窿下器中表达氧化氮合酶 1的刺激性神经元,下称口渴神经元)控制小鼠何时喝水,并能够预测进食和饮水对血液渗透压的影响,从而控制饮水量正好能够抵消进食带来的渗透压变化。有趣的是,这些神经元的活动受到口腔低温的抑制,因此凉水更能解渴

下面为懒得读文章(很短喔!)的同学划重点:

  1. 小鼠口渴时,口渴神经元活动增强。让小鼠口渴有若干种方法,包括不给喝水和注射盐溶液。
  2. 血液渗透压越高,口渴神经元的活动越强这里是通过改变注射盐或甘露醇溶液的浓度实现。
  3. 口渴的小鼠开始喝水时,口渴神经元的活动开始减弱。
  4. 当口渴神经元的活动恢复到正常水平时,小鼠停止喝水。
  5. 抑制口渴神经元的活动,则理应口渴的小鼠也不会喝水。
  6. 仅仅是喝水的动作(对小鼠来说是舔出水口)不会解渴,也不会降低口渴神经元的活动水平。
  7. 冷水比温水能更快地降低口渴神经元的活动,从而使得小鼠喝更少量水。
  8. 用冷的金属棒直接降低口腔温度也可以降低口渴神经元的活动,并且是可逆的:温度恢复时,口渴神经元的活动也会恢复。
  9. 当小鼠进食时,口渴神经元会增强活动,导致小鼠同时也去喝水。
  10. 在小鼠进食时抑制口渴神经元的活动,则小鼠只会吃饭,不会去喝水。

[1] Zimmerman, C. A., Lin, Y.-C., Leib, D. E., Guo, L., Huey, E. L., Daly, G. E., … Knight, Z. A. (2016). Thirst neurons anticipate the homeostatic consequences of eating and drinking. Nature.


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