Opdagelse af en ny rolle for lillehjernen i regulering af tørst

Lillehjernen, ofte omtalt som den "lille hjerne", har tiltrukket sig forskeres opmærksomhed i århundreder på grund af sin unikke struktur og cellulære kompleksitet, da den er en af de ældste områder i hjernen evolutionært set. Traditionelt blev den kun betragtet som et motorisk kontrolcenter; nyere undersøgelser har dog vist, at den er involveret i ikke-motoriske funktioner såsom kognition, følelser, hukommelse, autonom funktion, mæthedsfornemmelse og måltidsafslutning.

I et nyligt studie på mus, der blev offentliggjort i Nature Neuroscience, fandt forskere fra University Hospitals (UH), Harrington Discovery Institute ved UH og Case Western Reserve University, at lillehjernen også kontrollerer tørst, en vigtig funktion, der er nødvendig for overlevelse. Helt konkret fandt teamet, at hormonet asprosin diffunderer fra periferien ind i hjernen og aktiverer Purkinje-celler i lillehjernen. Dette fører til en øget trang til at opsøge og drikke vand.

"Asprosin, et hormon opdaget af vores laboratorium i 2016, er kendt for at stimulere fødeindtag og opretholde kropsvægten ved at aktivere vigtige 'sult'-neuroner i en del af hjernen kaldet hypothalamus og virker ved at binde sig til et protein på overfladen af neuronen kaldet en 'receptor'," sagde Dr. Atul Chopra, seniorforfatter af undersøgelsen.

Dr. Atul Chopra er forsker ved UH Harrington Discovery Institute og vicedirektør for Harrington Rare Disease Program, vagthavende medicinsk genetiker ved UH og lektor i medicin samt genetik og genomik ved Case Western Reserve University School of Medicine.

Hormonet kræver en receptor for sin virkning, og i tilfælde af asprosins evne til at kontrollere appetit og kropsvægt er denne receptor Ptprd. Ud over hypothalamus fandt teamet, at det også er i høj grad udtrykt i lillehjernen, selvom den funktionelle betydning af dette var ukendt.

"Vi antog oprindeligt, at asprosins virkning i lillehjernen koordinerede fødeindtaget med hypothalamus, hvilket viste sig at være forkert. Gennembruddet kom, da Ila Mishra, en postdoc i laboratoriet og nu leder af sit eget laboratorium ved University of Kentucky, opdagede, at mus, hvor lillehjernens følsomhed over for asprosin var slået ud, havde reduceret vandindtag. Vores endelige mål var at måle fødeindtaget, ikke vandindtaget, hvilket var et lykkeligt tilfælde."

Disse mus udviste også reduceret Purkinje-celleaktivitet ledsaget af hypodipsi (nedsat tørst). Deres fødeindtag, motoriske koordination og indlæring var upåvirket. I modsætning hertil viste mus, hvor hypothalamisk asprosinfølsomhed var elimineret, reduceret fødeindtag uden effekt på tørsten.

"Vores resultater afslører ikke blot en ny funktion for cerebellare Purkinje-celler i tørstmodulation, men også deres uafhængige regulering fra veletablerede roller i motorisk koordination og læring," tilføjede Dr. Chopra. "Det er fascinerende, at vi efter et århundrede eller mere med neurobiologisk forskning stadig opdager vigtige nye funktioner for dele af hjernen, som man længe har troet var forstået. Den bredere betydning af denne opdagelse er dens potentiale til behandling af tørstlidelser såsom polydipsi (overdreven tørst), hypodipsi og adipsia, for hvilke der i øjeblikket ikke findes nogen behandling."