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望梅真能止渴?

2016-03-10杨云

科学大众(中学) 2016年1期
关键词:皮层脑组织口渴

杨云

水是生命之源,人可以一星期不吃饭,但不能3天不喝水。据报道,曾经有一位来自天津的男子,57天只喝水不吃饭创造了世界纪录,而如果不喝水呢,10天就是极限了。由此看来,饥是难忍,但渴更是让人难耐的体验!今天我们的话题就是关于“渴”。

望梅止渴:难道真的能用“意念”控制渴觉?

成语“望梅止渴”说的是曹操带兵走到一个没水喝的地方,士兵们口渴得很,他就骗大家前方有梅子林,士兵们听了都不再叫渴了,精神振奋地继续行走。的确,每当我们口渴难耐时,是多么希望“掐灭”自己的口渴感,因为实在不是那么好受。那么,渴不渴到底由什么控制?口渴感觉(以下简称“渴觉”)到底从何而来?

2015年的2月,哥伦比亚神经科学系教授查尔斯·朱克携手他的团队做了一个关于“激起和抑制渴觉”的实验,并取得了一定的研究成果。他们在小鼠体内发现了两套分别是激起和抑制渴觉的神经元群,它们就像是两道“阀门”,可以给实验小鼠随时有变渴的感觉和止渴的效果。

“变渴阀门”——CaMKll神经元

多年来,科学家们发现大脑中有一些血管丰富但缺乏健全血脑屏障的结构,叫做“室周器”,而人体的渴觉就是因为激活了下丘

名词解释

血脑屏障指脑毛细血管阻止某些物质(多半是有害的)进入脑循环血的结构。血液中多种溶质从脑毛细血管进入脑组织,有难有易,有些很快通过,有些较慢,有些则完全不能过。这种结构可使脑组织少受甚至不受循环血液中有害物质的损害,从而保持脑组织内环境的基本稳定,对维持中枢神经系统正常生理状态具有重要的生物学意义。脑室周器中一系列区域所导致的,穹窿下器(SFO)就是其中之一。研究团队就是在穹窿下器中找到了具体控制渴觉的神经元,其中钙离子依赖性蛋白激酶(CaMKll)就是能够让人开启口渴感觉的阀门。

为了完成这个实验,研究人员采用了一种新型技术——光遗传学,这是一种能够精确控制大脑活性的技术。利用这种技术,研究人员通过插入光激活分子,就可以控制大脑中的特殊神经元元件。只要受到特定的蓝光限制,就能开启这些神经元,而且还不会影响到其“邻居”——邻近的其他类型神经元。

于是研究人员就像获得了哈利·波特的魔法棒,能够“任性”地控制实验小鼠的脑神经。当CaMKll神经元被打开时,小鼠随即便会产生口渴的迹象,开始寻找水源并大量饮水,这群刚喝完水的小鼠其实并不渴,却因为外界刺激,“强制”变渴,而一旦停止刺激该神经元,小鼠便会在反应片刻停止喝水的行为。即使小鼠已经饮用了大量的水,在下一次的刺激中,它们又会继续喝水。

“止渴阀门”——Vgat神经元

经过研究人员的研究,同样存在于穹窿下器中的一种名为囊泡型γ-氨基丁酸转运体(Vgat)就是那个能抑制渴觉的“意念”,原来是这种神经元在控制你口渴的感觉。

当实验人员激活Vgat神经元时,本来因口渴正在饮水的小鼠立即停止了饮水行为,即便是已经长时间不饮水的小鼠,在这一神经元控制之下,它们似乎变得没那么渴了。

从朱克教授研究团队的研究成果来看,渴觉是由两类特定神经元控制的,在它们的“指挥”下,人体得到“我渴了”或“不渴了,不喝水了”的信号。但是相关的研究也称,除了穹窿下器,人体脱水还会激活脑中其他区域,而这一点还需要研究人员作进一步的研究。此外,人类和小鼠控制渴觉的脑区是否一致,也是需要进一步确认的问题。

又是为什么你会“喝饱”?

原来,在特定神经细胞的控制下我们产生了渴的感觉,于是开始“咕咚咕咚”地喝水,在一番“豪饮”之后,你有没有发现自己不想喝了,喝饱了,甚至感到有些恶心?科学家们对此也做过一番试验。

在记录了每个被试验者进行过60分钟体育锻炼时的口渴程度后,让他们开始饮水。在被试每次喝掉50毫升水之后,对他们进行脑部扫描,观察他们喝水量与愉悦程度之间关系。再后来,研究人员让被试尽可能地多喝水,当然是在人能够承受的范围内。

研究人员发现,当被试人员在口渴的情况下喝水时,大脑中负责调控心情的上前扣带皮层和眼眶额叶皮层会被激活;而当被试者过量饮水后,大脑中的中扣带皮层、左侧脑岛中叶、杏仁核、中央灰质、皮层下区域以及脑干区域则会被激活。在这些脑组织中,大脑中央灰质一般和“吞咽”这一动作相关,而中扣带皮层、脑岛中叶则与人的感觉、情感状态相关,包括疼痛感、口渴带来的不适感、炎热、呼吸困难等感觉。正是这些区域的激活,引起了人生理上的不适。

一天8杯水健康又貌美?

听说一天喝上8杯水,健康又美容,这是真的吗?

首先解释一下,这里说的8杯水的量是指8杯8盎司的水,就是多于1.8升水。而且这么多的水就是指饮用水,不包括进食的蔬果中的水。

早在2004年,美国医学科学院食物与营养委员会做了相关研究。他们认为,每个人每日饮水并不需要一个十分精确的标准,而是根据自己是否口渴来进行补充水分即可。同时,他们只给了一个大致推荐值:男性125盎司(3.7升)和女性91盎司(2.7升)。这个数值包括一天所有进食和进水中的水分。但同时强调,这只是推荐值,而非绝对。健康人只需按照自己的渴觉程度来相应饮水就可以了,并没有明确的证据显示多喝水有益。

不仅如此,水喝太多、太快还可能危及你的健康。我们知道人体含有65%以上的水,这些水滋养着我们身体的组织,使它们在良好的液体环境中“工作”。所以每当水分流失较多,我们就会觉得渴,这时候就要进行适当地补给。但是如果一下子喝水太多,肾脏还没来得及把水排出,人体内就会积蓄大量多余的水,这些水进入细胞之后,就会引起低钠血症。实际上就是血液中盐浓度降低,盐分太少。血液中的盐分少了,细胞们就会像“渴了的人”不停地吸水,最后膨胀成球,这对大脑来说是非常危险的。那真的就是“脑子进水”啦,这可不是开玩笑,因为它可能会要了你的命!

所以,健康的喝水习惯就是有渴觉了就适当饮水。另外,在夏季,大量出汗之后,体内钠盐等电解质流失量大,如果此时只是大量饮用淡水而不补充盐分的话,也会出现头晕、呕吐、乏力、肌肉抽搐等情况,而这就是低钠血症的症状。

(责任编辑:司明婧 责任校对:曹伟)

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