Η δίψα είναι ένα κρίσιμο φυσιολογικό σήμα που συμβάλλει στην επιβίωση των ανθρώπων και άλλων ζώων, επιτρέποντάς τους να ανιχνεύουν πότε είναι αφυδατωμένοι, ώστε να μπορούν να πίνουν. Η κατανάλωση υγρών είναι απαραίτητη για την επιβίωση και για τη διατήρηση της ισορροπίας των υγρών στο σώμα, γνωστή και ως ομοιόσταση νερού.
Οι νευρωνικές βάσεις της δίψας και η διατήρηση της ομοιόστασης του νερού έχουν μελετηθεί εκτενώς τις τελευταίες δεκαετίες. Παρ’ όλα αυτά, μέχρι πρόσφατα, οι νευροεπιστήμονες δεν είχαν ακόμη εντοπίσει τις πρωτεΐνες που υποστηρίζουν την ικανότητα του εγκεφάλου των θηλαστικών να ανιχνεύει αλλαγές στη συγκέντρωση νατρίου και άλλων διαλυμένων ουσιών στην κυκλοφορία του αίματος, ξεκινώντας την επιθυμία για κατανάλωση.
Ερευνητές στο Ιατρικό Πανεπιστήμιο Capital, στο Εργαστήριο Shenzhen Bay και σε άλλα ινστιτούτα στην Κίνα έδειξαν πρόσφατα ότι η διαμεμβρανική πρωτεΐνη TMEM63B θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως μοριακός «αισθητήρας δίψας», ωθώντας τα θηλαστικά να πίνουν όταν το σώμα τους χρειάζεται υγρά. Η εργασία τους, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Neuron, εμβαθύνει την τρέχουσα κατανόηση των περίπλοκων νευρογενετικών διεργασιών που συμβάλλουν στη διατήρηση της ομοιόστασης του νερού στα θηλαστικά.
«Η αύξηση της οσμωτικότητας του αίματος θεωρείται ότι προκαλεί δίψα ενεργοποιώντας έναν υπεροσμωτικό αισθητήρα που εκφράζεται στο υποθωράκιο όργανο (SFO), αλλά η μοριακή ταυτότητα αυτού του αισθητήρα παραμένει ασαφής», έγραψαν οι Wenjie Zou, Siqi Deng και οι συνάδελφοί τους στην εργασία τους. «Εδώ, παρέχουμε συμπεριφορικά και λειτουργικά στοιχεία που δείχνουν ότι η TMEM63B λειτουργεί ως υπεροσμωτικός αισθητήρας δίψας σε νευρώνες SFO».
Η TMEM63B, που σημαίνει διαμεμβρανική πρωτεΐνη 63B, είναι μια πρωτεΐνη που εκτείνεται κατά μήκος του εξωτερικού στρώματος (δηλαδή, της μεμβράνης) των κυττάρων. Στο πλαίσιο της μελέτης τους, οι ερευνητές πραγματοποίησαν μια σειρά πειραμάτων σε ενήλικα ποντίκια, τα οποία έριξαν φως στον ρόλο αυτής της πρωτεΐνης στη σηματοδότηση της δίψας.
«Πρώτον, δείξαμε ότι η TMEM63B εκφράζεται σε διεγερτικούς νευρώνες SFO και απαιτείται για τις νευρωνικές αποκρίσεις σε υπερτονική διέγερση», έγραψαν οι Zou, Deng και οι συνάδελφοί τους. «Το πιο σημαντικό είναι ότι η ετερόλογα εκφρασμένη TMEM63B ενεργοποιείται από υπερτονικά ερεθίσματα και οι σημειακές μεταλλάξεις μπορούν να μεταβάλουν το δυναμικό αντιστροφής του καναλιού. Επιπλέον, η καθαρισμένη TMEM63B σε λιποσώματα παρουσιάζει ρεύματα που ελέγχονται από την ωσμωτικότητα. Τέλος, τα ποντίκια με knockout Tmem63b έχουν βαθιά ελλείμματα στη δίψα και η διαγραφή της TMEM63B εντός των νευρώνων SFO ανακεφαλαίωσε αυτόν τον φαινότυπο».
Τα ευρήματα που συγκέντρωσαν οι Zou, Deng και οι συνάδελφοί τους υποδηλώνουν ότι η πρωτεΐνη TMEM63B ανταποκρίνεται σε αλλαγές στην ωσμωτικότητα (δηλαδή, στη συγκέντρωση των διαλυμένων ουσιών στο αίμα). Όταν η οσμωτικότητα γίνεται πολύ υψηλή, η πρωτεΐνη φαίνεται να ωθεί τους νευρώνες στο SFO να παράγουν ηλεκτρική δραστηριότητα, η οποία προκαλεί το αίσθημα δίψας που βιώνουν τα ζώα.
Αξιοσημείωτο είναι ότι διαπίστωσαν επίσης ότι η σίγηση του γονιδίου Tmem63b σε ποντίκια μείωσε την ικανότητά τους να αισθάνονται δίψα και έτσι να αναζητούν νερό όταν είναι απαραίτητο. Αυτή η παρατήρηση υπογραμμίζει περαιτέρω τον κρίσιμο ρόλο αυτού του γονιδίου για τη διατήρηση της ομοιόστασης του νερού στο σώμα, η οποία είναι απαραίτητη για την επιβίωση όλων των θηλαστικών.
«Συνολικά, αυτά τα αποτελέσματα παρέχουν μια μοριακή βάση για τη δίψα και υποδηλώνουν ότι η TMEM63B είναι ένας υπεροσμωτικός αισθητήρας δίψας στα θηλαστικά», έγραψαν οι Zou, Deng και οι συνάδελφοί τους.
Αυτή η μελέτη προσφέρει πολύτιμες νέες γνώσεις για τους μηχανισμούς που συμβάλλουν στην επιβίωση τόσο των ανθρώπων όσο και άλλων θηλαστικών, οι οποίες θα μπορούσαν να επικυρωθούν σε περαιτέρω μελέτες που εκτείνονται σε ένα ευρύτερο φάσμα ειδών. Εκτός από την προώθηση της νευροεπιστημονικής κατανόησης της δίψας, αυτή η γνώση αποκαλύπτει έναν νέο πιθανό στόχο για τη θεραπεία σπάνιων γενετικών ελαττωμάτων στην ισορροπία υγρών ή διαταραχών που σχετίζονται με τη δίψα.
