Peter Tucker
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Quella prima goccia di acqua ghiacciata dopo una corsa sotto il sole cocente può essere deliziosamente invitante. Un bicchiere d'acqua dopo aver buttato giù altri quattro, tuttavia, probabilmente non lo è.
Queste varie risposte si verificano grazie al cervello, che ci assicura di non bere troppa o troppo poca acqua: due scenari che getterebbero il corpo in un territorio pericoloso.
Ma come fa il cervello a sapere quando incoraggiarti a smettere o iniziare a bere?
Un nuovo studio condotto sui topi suggerisce che un elemento misterioso nell'intestino può svolgere un ruolo predittivo di quanto è necessario bere per soddisfare il corpo. Quindi avvisa prontamente il cervello, che a sua volta decide quanto assetato farti, ha riferito un gruppo di ricercatori oggi (26 marzo) sulla rivista Nature.
Cellule di sete
Nel 2016, un gruppo di ricercatori dell'Università della California, San Francisco (UCSF) ha scoperto che quando i topi bevono liquidi, la bocca e la gola inviano segnali al cervello, che spegne le cellule cerebrali che determinano la sete. Queste "cellule della sete" si trovano in una regione chiamata ipotalamo, che regola la sete, la pressione sanguigna e altri processi corporei, e anche in un piccolo punto vicino chiamato organo subfornicale. [10 cose che abbiamo imparato sul cervello nel 2018]
La bocca e la gola iniziano a emettere questi segnali entro pochi secondi dal bere qualcosa, sebbene in genere siano necessari circa 10 minutia un'oraaffinché quell'acqua entri effettivamente nel flusso sanguigno e venga fatta circolare nelle cellule assetate in tutto il corpo. Quindi il cervello deve trovare un equilibrio: se spegne i segnali troppo velocemente, non avrai abbastanza da bere.
"In qualche modo, il cervello ha un modo per abbinare queste due diverse scale temporali in modo che tu possa bere molto rapidamente la giusta quantità di acqua per soddisfare i bisogni del tuo corpo", ha detto l'autore dello studio Zachary Knight, professore associato di fisiologia presso l'UCSF e Howard Investigatore dell'Hughes Medical Institute.
Il modo in cui il cervello lo fa era la domanda a cui lo studio dei ricercatori ha cercato di rispondere.
L'inafferrabile chiacchierone
Nel nuovo studio, Knight e il suo team hanno impiantato fibre ottiche e lenti vicino all'ipotalamo del cervello di topo, che ha permesso loro di guardare e misurare quando quei neuroni della sete si accendono e si spengono. [13 consigli per rimanere idratati nella calura estiva]
Quando hanno somministrato ai topi acqua salata, gli scienziati hanno scoperto che i neuroni della sete hanno smesso di sparare quasi immediatamente, come previsto. Ma circa un minuto dopo, quei neuroni si riaccesero.
Il fuoco della gola e della bocca segnala al cervello di iniziare a dissetarsi, indipendentemente dal tipo di liquido. Ma poiché i liquidi salati possono disidratare il corpo, il segnale "acceso" probabilmente proveniva da qualche altra parte, dopo che la gola e la bocca hanno spento i neuroni della sete.
Seguendo la sensazione che questi neuroni stessero ricevendo gli altri segnali dall'intestino, i ricercatori hanno infuso direttamente acqua - sia salata che fresca - nello stomaco dei topi, evitando i segnali di bocca e gola tutti insieme.
Hanno scoperto che anche l'acqua dolce faceva smettere di sparare i neuroni, ma l'acqua salata no. Inoltre, quando ai topi infusi con acqua salata veniva data acqua fresca da bere, quei neuroni della sete prima, come previsto, si spengono, ma poi si riaccendono rapidamente..
I risultati suggeriscono che ci sono molecole nell'intestino che percepiscono il contenuto di sale nei liquidi e lo usano per prevedere quanto una bevanda idraterà il corpo. Questo sistema, che sembrava funzionare solo quando i topi erano veramente disidratati, invia queste informazioni al cervello in un solo minuto, ei neuroni della sete si accendono e si spengono..
E il sodio non è l'unico composto che farebbe esplodere le molecole intestinali, ha detto Knight. "Tutto ciò che potrebbe cambiare l'osmolarità del sangue viene rilevato da questo sistema." (L'osmolarità si riferisce alla concentrazione di un liquido.)
Il controllo della sete
I risultati, se confermati negli esseri umani, potrebbero avvantaggiare una vasta gamma di persone.
Ad esempio, Knight ha notato che la nostra capacità di regolare la sete diminuisce con l'età. "Quindi [le persone anziane] non riescono a rimanere adeguatamente idratate e questo può causare problemi medici, specialmente, ad esempio, durante i periodi di caldo intenso", ha detto.
Può anche valere il contrario: "Una grande percentuale di maratoneti tende a idratarsi eccessivamente durante una gara", ha detto Charles Bourque, neuroscienziato della McGill University in Canada, che non ha preso parte allo studio. "Le ragioni di ciò non sono chiare, ma un indebolimento di questo segnale intestinale al cervello potrebbe svolgere un ruolo".
In ogni caso, lo studio "fa avanzare significativamente ciò che sappiamo sul controllo della sete", ha detto il dottor Bourque. E poiché i risultati sono coerenti con i dati ottenuti dalle scansioni cerebrali negli esseri umani, almeno alcuni dei risultati sono probabilmente applicabili agli esseri umani, ha aggiunto.
Sebbene i topi e gli esseri umani differiscano ovviamente in alcune strutture cerebrali, il loro ipotalamo è molto simile, ha detto Knight.
Il team ha anche scoperto che i segnali della sete viaggiavano lungo la principale autostrada del segnale tra il cervello e l'intestino: il nervo vago. Quando i ricercatori hanno tagliato questo nervo in un esperimento successivo, i neuroni della sete non si sono riaccesi quando i topi hanno iniziato a bere.
Sebbene non lo sappiano con certezza, il team pensa che i segnali provengano specificamente dall'intestino tenue, che è il punto che si collega più fortemente al nervo vago ed è anche nel punto temporale "corretto" del processo digestivo per attivarsi quei nervi assetati un minuto o giù di lì dopo aver bevuto l'acqua.
Per il loro prossimo progetto, il team spera di capire l'origine del segnale.
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