最近,加拿大麦克吉尔大学健康中心研究所(RI-MUHC)和美国杜克大学的科学家,取得的一项突破性进展,可有助于我们理解“我们的大脑如何感知和防止脱水”。他们确定了位于大脑中的一个关键蛋白的结构,该蛋白参与体内的水合作用,并能控制温度。这项研究结果发表在十月六日的《Cell Reports》,可能有重要的临床意义,因为这种蛋白质可能是许多体液不平衡相关健康问题(常见于急诊室)治疗和诊断检测方法开发的一个靶点。
本研究负责人、RI-MUHC神经科学研究中心和麦克吉尔大学医学院的Charles Bourque博士说:“我们已经确定,这是一个可让大脑监测生理温度的蛋白质,这种蛋白质非常的重要,因为它有助于大脑如何探测热能并引发适应性反应,如口渴。这种蛋白质——是一个离子通道,可调节穿过细胞膜的离子,被认为在平衡体液(水,血液等)和钠(盐)水平中发挥了至关重要的作用,并且其调控的变化可能与盐相关高血压有关,并引发体液潴留,接着是心脏衰竭,败血症或脑外伤。”
Bourque博士的小组正在研究,大脑是如何控制渗透调节的,其维持着体液中跨膜的水盐平衡。渗透调节的改变,能对人类健康产生重大影响。事实上,钠对于调节人体内的水含量是必要的,因此,高盐水平可能会损害肾脏并增加血压。
根据Bourque博士介绍,人体的体液平衡缺陷,是住院时被送进急诊室最常见的原因。例如,低钠血症,当血液中的钠水平异常低时出现的一种疾病。钠是一种电解质,有助于调节我们细胞内和细胞周围的水量。当这种情况发生时,身体的水位上升,脑细胞开始肿胀,从而导致恶心、呕吐和头痛。众所周知这是老年人中一个非常常见的问题,它可以导致认知的变化,甚至癫痫发作。
本文第一作者、Bourque实验室的博士后Cristian Zaelzer指出:“现在,我们已经发现了该蛋白质的结构,我们可以理解这种离子通道与某些疾病有何关系,如低钠血症。这将给我们提供某种工具,来修改这个通道的作用机理,预防或治疗疾病。”
这个发现来源于Bourque团队以前在MUHC蒙特利尔总医院的工作。在2006年,他们证明,一个称为TRPV1的基因,在检测平衡体液变化中,发挥了重要的作用。两年后,研究人员发现,同一基因也参与体温的检测。然而,由TRPV1基因所产生的蛋白质类型,仍然是未知的。
本文共同资深作者、杜克大学神经学、麻醉学与神经生物学副教授Wolfgang Liedtke指出:“通过与Bourque博士课题组合作,我们发现了广受欢迎的TRPV1离子通道,其在神经元中起作用,从而使它们感受渗透压和温度。在脱水过程中此离子通道变得活跃,打开大脑中一部分区域(称为下丘脑)的神经元,这会指示身体行动起来,维持其体液平衡。这可以通过触发一种口渴的感觉而实现,也可以通过分泌抗利尿激素——可促进肾脏的水分保持,以维持体液平衡。”
Bourque博士补充说:“有趣的是,我们的工作还表明,该离子通道是TRPV1基因的一个替代产品,该基因通常编码探测辣椒的辣椒素受体。”
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