2016.9.28 发表的一篇文章,来自 McGill University 的研究人员发现了大脑生物钟驱使我们睡前产生口渴感觉的分子机制。(原文链接:Clock-driven vasopressin neurotransmission mediates anticipatory thirst prior to sleep)
昼夜节律(生物钟)是动物进化出来适应地球 24 小时昼夜交替的一种机制。哺乳动物大脑中存在一个负责生物节律的中心,位于下丘脑前部的视交叉上核(SCN),SCN 受到昼夜周期的影响发出信号调控机体的生理活动。
已经有研究表面小鼠在睡前两个小时内饮水量会激增。而研究人员发现这一过程并非出于生理需要(比如血清高渗透压、核心体温升高、低血容量等)。
(AP = anticipatory period, BP = basal period, AP 阶段的血清渗透压、体温、血容量和 BP 没有明显差异)
而当研究人员限制小鼠在这一阶段摄取水时将会导致它们在睡眠周期末出现明显的脱水现象。因此,小鼠在睡前饮水量激增更像是一种未雨绸缪的行为,以避免之后出现脱水,并保持健康。
已经有研究表明终板血管器(OVLT)控制哺乳动物饮水。研究人员想知道,SCN 脑区是否可以与 OVLT 相互交流。研究人员推测也许由 SCN 产生的后叶加压素(Vasopressin, VP, 抗利尿激素)在这一过程中发挥着重要作用。为了证实他们的猜想,他们设计了一种遇到后叶加压素 VP 会产生荧光的“嗅探细胞”。将这些细胞应用到小鼠大脑组织中,再用电刺激 SCN 脑区,结果发现嗅探细胞的荧光信号显著增加,证明了后叶加压素 VP 释放。
为了验证后叶加压素是否可以刺激渴觉神经元,研究人员用光遗传学技术,开启或关闭后叶加压素神经元,研究人员就可以观察后叶加压素是否确实启动了渴觉神经元。研究人员发现,SCN 内的后叶加压素神经元会投射到终板血管器 OVLT 区域,后者与渴觉产生有关。利用光遗传学诱导后叶加压素 VP 的释放可以兴奋 OVLT 神经元并促进饮水行为。而抑制后叶加压素 VP 的释放就阻止饮水行为发生。
这项研究表明睡前口渴并不是真正出于生理需要,而是由生物钟驱动,可能是为了防止睡眠中出现失水进化出的一种机制。
最近发起了一个知乎 Live,链接:Live,对睡眠感兴趣的欢迎一起聊聊睡眠 :-)