2016年09月26日讯 明明已经躺在床上了,还是要爬起来喝一杯水,这是为什么呢?Nature杂志发表了一项最新研究成果也许能解答这个谜题。研究人员发现大脑主生物钟神经元在睡前会释放神经递质:血管加压素(vasopressin),刺激大脑口渴信号中心,促使机体喝水。这项研究是首个发现的生物钟如何驱动哺乳动物行为的机械机制。
卡尔加里大学的生物钟生物学家Michael Antle(未参与该项研究)评价道,“这项研究的关键在于解释了生物钟与大脑其它部位,以及机体之间的相互作用。我们知道我们机体内有生物钟,也知道它能调控我们的行为与生理,但是并不了解这是如何发生的。这项令人惊叹的研究尝试解答这一点,令我印象深刻。”
睡眠,饮食,体温,还有排泄,这些等等生理行为都受到昼夜节律的调节,每个组成部分最终都要归结到大脑的主生物钟,也就是下丘脑中由上千个神经元组成的视交叉上核(suprachiasmatic nucleus ,SCN)。
去年差不多也是这个时候,来自加拿大麦吉尔大学的Charles Bourque博士取得了一项重要的研究突破,他们确定了位于大脑中的一个关键蛋白的结构,该蛋白能控制温度,参与体内的水合作用,解释了“我们的大脑如何感知和防止脱水”,也就是为何我们会口渴这个问题。
在此基础上,他们分析了哺乳动物大脑是如何调控身体流体稳态的(fluid homeostasis),首先他们确定了睡前液体摄入并不是由于一些生理因素,如体温升高,血液渗透压增加,或者血量减少,之后研究人员又发现,大脑口渴中心的神经元:终板血管器(organum vasculosum lamina terminalis,OVLT,生物通译)在睡前阶段,电活性更强。
利用光遗传技术,最终研究人员发现活体小鼠中SCN神经元投射对OVLT的刺激,能促进动物增加一天时间里的饮水量。如果通过光遗传学抑制睡前阶段的神经元,就会令小鼠减少饮水量。
Bourque说他和他的同事们原以为神经递质 GABA是应答口渴行为的因子,因为到目前为止,多数 SCN 神经元都会表达这种神经递质,而相对很少表达血管加压素。
这项研究也发现了一个有趣的现象:血管加压素除了作为神经递质,还是脑垂体产生的一种激素,从这个方面来说,血管加压素会抑制肾脏尿液产生,因此同时作为神经递质和激素, 血管加压素能影响机体的两种保水功能,一个是行为上的,一个是生理上的。
这十分有趣,难道是巧合吗?
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