一个多世纪以来，科学家们一直在努力解开我们的身体调节口渴的机制，直到最近人们才相信，当血液水合作用下降时，大脑中称为下丘脑的区域会引发口渴感。先前的工作还表明，口腔和喉咙中的传感器与大脑中的口渴神经元相关联，以消耗所消耗的液体体积。

现在，加州大学旧金山分校(UCSF)和霍华德休斯医学研究所(HHMI)的研究人员的研究表明，这不是全部。他们在老鼠身上的工作发现，肠道中的传感器可以检测液体的水合值，而不是其体积，并向大脑报告动物是否需要继续饮酒。加州大学旧金山分校的研究生克里斯托弗齐默曼说，“我们已经发现了一种与大脑交流的新方式。”他在生理学副教授和霍华德休斯医学研究所研究员Zachary Knight博士的工作中工作。 2016年的一系列研究为最新研究奠定了基础。“下丘脑是将生理保持在健康范围内的关键中心，无论是水合作用，食欲，确保我们的温度合适，或控制血压 - 所有这些需求都会相互竞争和相互修改，“奈特补充道。“很难研究所有这些因素如何在活体动物的大脑中相互作用，但这样的研究开始让我们研究这个关键问题。

齐默尔曼是该团队新论文的第一作者，该论文发表在“自然”杂志上，题目为“流体渗透压的肠道 - 大脑信号控制口渴饱食”。

作者解释说，饮酒会影响成分，以及血液量，消耗水和盐会对液体平衡产生相反的影响。这提出了一个问题，即大脑如何监测我们正在消费的饮料是纯净的水，还是可能含有盐。虽然喝一口解渴饮料可以很快开始缓解我们认为的饮酒需求，但实际上需要10分钟或更长时间才能增加身体的水合作用。

大脑能够密切关注饮酒的一种方法是监测通过口腔和喉咙的液体。Zimmerman在2016年的小鼠实验中证明，在口腔和喉咙中饮用触发的传感器可以发出信号并关闭下丘脑中的口渴神经元。使用植入大脑的光纤，研究人员可以看到，当口渴的老鼠将一口水倒入口腔和喉咙时，神经元会停用。特别是冷流体引发了这些口渴神经元的快速关闭。作者写道：“经典实验表明，即使摄入的水立即从食道中排出，饮酒也能暂时满足口渴。”“...最近的工作已经确定了在饮酒过程中接受这种快速口咽信号的特定前脑神经元群体。”

虽然这些口腔和喉咙传感器似乎正在监测被吞咽的液体量，但不是它的成分。“这种来自口腔和喉咙的快速信号似乎跟踪了你喝多少，并与你的身体所需要的相匹配，”齐默尔曼说。“但我们也知道这个快速信号无法解释所有事情。”事实上，当Zimmerman最初的实验中的老鼠喝了咸水时，同样的神经元被关闭了，但只是暂时的。“这就像是另一个告诉口渴神经元的信号，'这不是给你补水，'”奈特评论道。

近年来的研究表明，胃肠道可能起到监测和向大脑报告摄入的液体浓度的作用。“但是，如果它正在做任何事情的话，肠道对口渴的影响确实是个谜。”奈特指出。对于现在在自然界报道的研究，科学家在实验小鼠的下丘脑附近植入柔性光纤，并在口渴的小鼠喝纯水或咸水时，或者将液体直接注入胃中，监测口渴神经元的活动。他们解释说：“为了深入了解这些长期存在的问题，我们开始直接监测大脑中促进口渴的神经元的动力学，同时控制摄入或注入周围组织的液体。”

结果显示，将淡水直接注入胃中并绕过口腔和喉咙也会使口渴神经细胞失活，就像喝一杯饮料一样。“这表明胃肠道渗透压(但不是膨胀)的变化足以满足口渴，相反，口腔提示不是必需的，”作者说。

相反，当盐水注入胃中时，口渴神经元保持活跃。当小鼠接受盐输注然后允许饮用纯净水时，他们的干渴神经元最初会因动物饮酒而关闭，但随后重新激活，就好像需要继续饮酒以补充添加的盐一样。

似乎虽然口腔和喉咙传感器触发大脑认为口渴因饮酒而熄灭，但如果他们预测饮料不会使动物保湿，则肠道中的第二组传感器可以超越该初始信号。“有趣的是，盐水并没有在水分充足的小鼠中饮用，只是在已经口渴的老鼠身上，”齐默尔曼说。“这表明需要来自肠道的信号来解渴，但实际上你需要脱水才能解渴!这个发现令人惊讶的是，肠道可以精确地测量盐浓度。”作为团队他总结说：“这些数据表明，渗透压是在胃肠道内精确测量的，然后传递给大脑中的口渴神经元。”

进一步的研究表明，肠道信号沿迷走神经传播，以激活口渴神经元。使用光可以关闭单个神经元的光遗传学测试，显示这些细胞位于下丘脑的穹窿下器官(SFO)附近，然后向中位视前核(MnPO)发出信号，从而产生口渴感觉。指示肾脏保存血液中的水分。似乎MnPO中的单个细胞可以响应和协调来自口腔和咽喉的信号以及来自肠道的信号，以及关于血流水合的信息。“我们在这里已经证明，MnPO中的个体，遗传定义的口渴神经元整合了关于由口咽，胃肠道和血液引起的体液平衡的信息，”作者总结道。

作者提出整体信号机制分三个阶段进行。“首先，检测口腔中的液体会产生一个快速的信号，报告摄入的液体量。”这个早期的体积估计暂时关闭了干渴的神经元。“接下来，在胃肠道中的检测产生第二个信号，报告摄入的液体的渗透压。”这种流体渗透压的早期估计用于在消耗的液体是水时保持口渴神经元关闭，但如果液体包含液体则重新激活它们会集中在血液中的物质。“最后，吸收水进入血液会改变整个身体的液体平衡，从而导致大脑直接监测到的充分表征的信号(如血液渗透压)的持续变化。”

研究人员希望利用对MnPO和SFO神经元作用的新见解来了解体内液体平衡的缺陷调节是否也可以解释高血压等疾病的基础。

“这是我们第一次能够实时观察，因为单个神经元整合来自身体不同部位的信号，以控制饮酒等行为，”奈特说。“这为研究所有这些信号如何相互作用打开了大门，例如压力或体温如何影响口渴和食欲。”