Соль, или точнее натрий, который она содержит, является питательным веществом «Златовласки». Низкий уровень натрия приводит к снижению объема крови, что может иметь серьезные, иногда смертельные, последствия для здоровья. И наоборот, слишком много соли может привести к высокому кровяному давлению и сердечно-сосудистым заболеваниям.

В современной Америке, где большинство людей потребляют много соли , почти никто не рискует получить слишком мало соли. Однако, учитывая критическую важность натрия для функций тела и мозга, эволюция выработала мощный стимул потреблять соль в ситуациях, когда ее не хватает.

Понимание работы мозговых цепей, контролирующих аппетит к соли, оказалось нелегким, но новое исследование, проведенное учеными из Университета Айовы, позволило идентифицировать первые и на данный момент единственные нейроны, необходимые для аппетита к соли.

«Знание генетической идентичности и расположения нейронов, которые контролируют это специфическое поведение, является первым необходимым шагом на пути к созданию будущих методов лечения, которые будут целенаправленно увеличивать или уменьшать аппетит к соли, не влияя на другие жизненно важные функции», — говорит Джоэл Гирлинг, доктор медицинских наук, доктор философии, доцент кафедры неврологии Университета штата Айдахо, старший автор исследования в JCI Insight .

Альдостерон активирует нейроны, отвечающие за аппетит к соли
Команда UI под руководством Гирлинга и первого автора Сильвии Гаспарини, доктора философии, сделала свое открытие, изучая действие альдостерона — ключевого гормона, контролирующего уровень натрия.

Обычно альдостерон вырабатывается, когда объем жидкости в организме (включая объем крови) низкий, например, после потоотделения без достаточного количества выпитой жидкости, или потери крови, или во время болезни с рвотой или диареей. Альдостерон сообщает почкам и другим органам о необходимости удерживать натрий, что помогает поддерживать существующую жидкость в организме.

Однако, когда уровень альдостерона неадекватно высок, состояние, называемое первичным альдостеронизмом , артериальное давление может подняться до опасного уровня. Альдостеронизм является причиной гипертонии у 10-30% всех пациентов с высоким кровяным давлением , а риск инсульта, сердечной недостаточности и аномального сердечного ритма у этих пациентов в три раза выше, чем у других пациентов с гипертонией, хотя неясно, почему.

Команда UI сосредоточилась на недооцененном аспекте альдостеронизма — тенденции есть больше соли. Почти столетие назад исследования показали, что альдостерон и родственные гормоны вызывают у крыс повышенный аппетит к соли. Более поздние исследования на людях также показали, что пациенты с альдостеронизмом потребляют больше соли, чем другие пациенты с гипертонией.

Команда впервые подтвердила, что недостаток натрия в рационе мышей увеличивает выработку альдостерона и потребление соли. Он также увеличивает активность небольшой группы нейронов в стволе мозга, известной как нейроны HSD2. Ранее Гирлинг открыл эти нейроны HSD2 и имел косвенные доказательства того, что они отвечают за аппетит к соли.

Затем Гирлинг и его команда использовали генетически направленное удаление клеток, чтобы показать, что нейроны HSD2 необходимы для потребления соли, вызванного альдостероном. Более того, они показали, что у людей также есть небольшая популяция нейронов HSD2 в той же части ствола мозга, что указывает на то, что та же нейронная цепь может быть релевантна для людей с повышенным уровнем альдостерона.

«Самым убедительным аспектом наших результатов является межвидовая экспрессия нейронов HSD2 у людей, крыс и свиней», — говорит Гаспарини, научный сотрудник в лаборатории Герлинга. «Это замечательное сохранение предполагает фундаментальный физиологический путь, который может иметь значительные последствия для понимания и потенциального лечения заболеваний, связанных с натрием».

Крошечная популяция клеток, имеющая решающее значение для потребления соли
В целом, результаты показывают, что альдостерон действует на крошечную популяцию нейронов HSD2 (у мышей примерно 200 нейронов HSD2, а у людей — 1000), вызывая высокоспецифичное поведение поиска и потребления натрия. Результаты исследования команды показывают, что усиление аппетита к натрию может быть единственной центральной функцией нейронов HSD2.

«Мы не знаем ни одного другого примера поведения млекопитающих, которое бы настолько полностью зависело от целостности столь небольшого числа нейронов», — говорит Герлинг, член Института нейронауки Айовы. «Полная зависимость потребления соли, вызванного альдостероном, от целостности нейронов HSD2 может представлять собой наиболее тонкую поведенческую зависимость, специфичную для типа клеток в мозге».

«Выявление нейронов, необходимых для потребления соли, вызванного альдостероном, улучшает наше понимание нейронных цепей, контролирующих аппетит к натрию, и открывает перспективную цель для терапевтических стратегий по повышению аппетита к натрию у пациентов с низким объемом крови и снижению чрезмерного потребления соли у пациентов с альдостеронизмом», — добавляет он.

Получив более четкое представление о нейронах, необходимых для запуска аппетита к соли, вызванного альдостероном, исследователь начнет изучать более крупные нейронные сети, которые контролируют это поведение, и задаст более фундаментальные вопросы о более глубокой, механистической основе контроля аппетита в мозге.

Помимо Герлинга и Гаспарини, в исследовательскую группу входили Джон Реш, доктор философии, Мириам Макдонаф, Лила Пелтекян, Чидера Митчелл и Марко Хефти, доктор медицинских наук.