Bagaimana otak kita memberi tahu kita bahwa kita haus?
Sebuah studi baru memetakan sirkuit otak yang memberi tahu kita kapan kita perlu minum air, serta kapan kita sudah merasa cukup. Penelitian ini mengungkap hierarki saraf dengan merangsang dan menekan keinginan untuk minum pada tikus.
Merasa haus adalah sensasi yang akrab bagi semua orang dan setiap hewan.
Ini adalah pengalaman yang sangat umum sehingga hanya sedikit dari kita yang memikirkannya. Tapi ahli saraf terpesona olehnya.
Dalam kaitannya dengan kelangsungan hidup suatu organisme, rasa haus sangatlah penting. Hewan yang tidak mengambil cairan saat dibutuhkan tidak akan hidup lama.
Tanpa air, sebagian besar proses di dalam tubuh akan berakhir, dan pada manusia, kematian mengikuti dalam beberapa hari.
Meskipun gagasan bahwa otak kita dapat mendeteksi kadar air dalam tubuh dan mendorong keinginan kita untuk minum bukanlah hal baru, ilmu saraf yang tepat di baliknya hanya perlahan-lahan disempurnakan.
Studi terbaru untuk menyelidiki mekanisme rasa haus dilakukan oleh Yuki Oka, asisten profesor biologi di Caltech di Pasadena, CA. Penemuan ini dipublikasikan minggu ini di Alam.
Otak yang haus
Beberapa pekerjaan telah dilakukan di area ini. Penelitian telah menunjukkan bahwa struktur seperti lembaran di otak depan, lamina terminalis (LT), penting dalam pengaturan rasa haus. LT terdiri dari tiga bagian: organum vasculosum laminae terminalis (OVLT), organ subfornical (SFO), dan median preoptic nucleus (MnPO).
Mayoritas otak dipisahkan dari aliran darah oleh sawar darah-otak. Di samping peran lainnya, membran ini melindungi otak dari patogen, seperti bakteri. Tapi SFO dan OVLT tidak biasa; mereka tidak dilindungi oleh sawar darah-otak dan dapat langsung bersentuhan dengan aliran darah.
Komunikasi langsung dengan darah ini memungkinkan mereka untuk menilai konsentrasi natrium, sehingga “rasa asin” darah merupakan indikasi yang baik tentang seberapa terhidrasi hewan.
Pekerjaan sebelumnya telah menunjukkan bahwa LT mengandung neuron rangsang. Ketika dirangsang pada tikus, hal itu memunculkan perilaku minum.
Dalam studi baru ini, para ilmuwan menemukan bahwa MnPO sangat penting, karena nukleus menerima masukan rangsang dari SFO tetapi tidak sebaliknya.
Mereka menunjukkan bahwa ketika "neuron rangsang secara genetik dibungkam, merangsang SFO atau OVLT" tidak lagi menghasilkan perilaku minum pada tikus.
Hirarki haus
Studi ini adalah yang pertama menggambarkan organisasi hierarki LT: MnPO mengumpulkan informasi dari SFO dan OVLT dan meneruskannya ke pusat otak lain untuk memicu aktivitas minum.
Para ilmuwan juga menjawab pertanyaan lain tentang perilaku minum: bagaimana kita tahu kapan harus berhenti? Prof Oka menjelaskan teka-teki tersebut, dengan mengatakan, "Ketika Anda mengalami dehidrasi, Anda dapat menelan air selama beberapa detik, dan Anda merasa puas."
“Namun,” dia menambahkan, “pada saat itu darah Anda belum mengalami rehidrasi: biasanya membutuhkan waktu sekitar 10 sampai 15 menit. Oleh karena itu, SFO dan OVLT tidak akan dapat mendeteksi rehidrasi darah segera setelah minum. Namun demikian, otak entah bagaimana tahu kapan harus berhenti minum bahkan sebelum tubuh benar-benar mengalami rehidrasi. "
Ini menyimpulkan bahwa ada sinyal lain yang lebih cepat yang memberi tahu otak untuk berhenti minum. Penelitian telah menunjukkan bahwa neuron rangsang di LT menjadi tenang ketika tikus mulai minum, tetapi bagaimana hal ini terjadi tidak diketahui.
Prof Oka dan tim mendemonstrasikan bahwa neuron penghambat di MnPO merespons aksi fisik minum dan menekan aktivitas di neuron haus SFO. Menariknya, neuron penghambat hanya melakukan tugasnya sebagai respons terhadap konsumsi cairan - dan bukan makanan.
Mereka percaya bahwa perbedaan antara cairan dan padatan ini dimungkinkan dengan memantau pergerakan orofaring, yang merupakan bagian tenggorokan yang terlibat dalam mekanisme menelan. Aktivitasnya saat minum berbeda dengan makan.
“Saat Anda benar-benar haus dan dengan cepat menelan cairan, tenggorokan bergerak dengan cara tertentu yang berbeda dari makan. Kami pikir populasi penghambat merespons gerakan menelan air dengan cepat ini. "
Penulis studi utama Vineet Augustine, seorang mahasiswa pascasarjana
Lebih banyak untuk dipelajari
Penemuan ini menambah pemahaman kita tentang jaringan interaksi kompleks yang memberi tahu kita kapan kita perlu minum. Namun, menurut penulis penelitian, masih banyak yang harus dipelajari.
Seperti yang dijelaskan Prof. Oka, “Sinyal penghambatan yang kami temukan hanya aktif selama tindakan minum. Namun, rasa kenyang memang bertahan lebih lama. Ini menunjukkan bahwa neuron penghambat MnPO tidak bisa menjadi satu-satunya sumber rasa haus. "
“Ini akan menjadi subjek untuk studi selanjutnya.”
Tentu saja, penelitian dilakukan pada tikus, tetapi daerah serupa dapat ditemukan di otak manusia. Oleh karena itu, para peneliti percaya bahwa temuan ini juga berlaku untuk kita.
