盐分，更确切地说是其中的钠，是一种“恰到好处”的营养素。钠含量过低会导致血容量下降，从而引发严重的、有时甚至是致命的健康后果。相反，过多的盐分摄入会导致高血压和心血管疾病。
在现代美国，大多数人摄入高盐饮食，几乎没有人会因为盐分摄入不足而面临危险。然而，鉴于钠对于身体和大脑功能的重要性，进化已经发展出一种强大的驱动力，在缺钠情况下促使人们摄入盐分。
尽管科学家们一直在努力揭示控制盐分食欲的大脑回路，但迄今为止尚未成功。现在，爱荷华大学的研究人员在《JCI Insight》杂志上发表的一项新研究中，首次识别出了控制盐分食欲所需的神经元。
“了解控制这种特定行为的神经元的遗传身份和位置，是实现未来疗法的第一步，这些疗法可以专门增加或减少盐分食欲，而不影响其他重要功能，”爱荷华大学神经学副教授、该研究的资深作者 Joel Geerling 医学博士说。
醛固酮触发盐分食欲神经元
Geerling 和第一作者 Silvia Gasparini 博士领导的爱荷华大学团队通过分析醛固酮的作用，发现了这一发现。醛固酮是一种关键激素，用于控制钠水平。
通常情况下，当体液量（包括血容量）低时，例如出汗而未补充足够的水分、失血或因呕吐或腹泻引起的疾病时，醛固酮会被产生。醛固酮告诉肾脏和其他器官保留钠，从而帮助维持体内现有的液体。
然而，当醛固酮异常高时，这种情况称为原发性醛固酮增多症，血压可能会升高到危险水平。醛固酮增多症是高达10-30%的高血压患者高血压的原因，这些患者的中风、心力衰竭和异常心律的风险比其他高血压患者高三倍，尽管其具体原因尚不清楚。
爱荷华大学团队关注了一个未被充分认识的方面——增加盐分摄入的倾向。近一个世纪前的研究表明，醛固酮及其相关激素会使大鼠的盐分食欲增加。最近的人类研究也发现，患有醛固酮增多症的患者比其他高血压患者摄入更多的盐分。
研究团队首先确认了小鼠饮食中缺乏钠会增加醛固酮的产生和盐分摄入。它还会增加脑干中一小群被称为HSD2神经元的活动。Geerling 之前发现了这些HSD2神经元，并有间接证据表明它们负责盐分食欲。
接下来，Geerling 及其团队通过基因定向细胞删除实验，证明了HSD2神经元是醛固酮驱动的盐分摄入所必需的。此外，他们还发现人类在相同的脑干区域也有少量的HSD2神经元，这表明相同的神经回路也可能适用于醛固酮水平升高的患者。
“我们发现中最令人信服的方面是HSD2神经元在人类、大鼠和猪中的跨物种表达，”Geerling 实验室的博士后研究员 Gasparini 说。“这种显著的保守性暗示了一条基本的生理途径，这可能对理解和潜在治疗与钠相关的健康状况具有重要意义。”
少数细胞在盐分摄入中至关重要
总体而言，研究结果表明，醛固酮通过作用于少数HSD2神经元（小鼠中有大约200个HSD2神经元，人类中有大约1000个）来诱导高度特异性的寻求和摄入钠的行为。研究团队的发现表明，增强钠食欲可能是HSD2神经元唯一的中枢功能。
“我们不知道有其他任何哺乳动物行为如此完全依赖于如此少数神经元的完整性，”Geerling 说，他是爱荷华神经科学研究所的成员。“醛固酮诱导的盐分摄入对HSD2神经元完整性的完全依赖，可能是大脑中最精细的细胞类型特异性行为依赖性。”
“确定必要于醛固酮诱导盐分摄入的神经元，增进了我们对控制钠食欲的神经回路的理解，并为提高低血容量患者的钠食欲和减轻醛固酮增多症患者的过度盐分摄入提供了有希望的治疗目标，”他补充道。
随着对触发醛固酮诱导盐分食欲所需神经元的更清晰认识，研究人员将开始探索控制这种行为的更大神经回路，并提出更多关于大脑中食欲控制的深层次机制基础的基本问题。
除了 Geerling 和 Gasparini，研究团队还包括 Jon Resch 博士、Miriam McDonough、Lila Peltekian、Chidera Mitchell 和 Marco Hefti 医学博士。
更多信息：Silvia Gasparini 等，《JCI Insight》，2024年。DOI: 10.1172/jci.insight.175087
期刊信息：JCI Insight
由爱荷华大学提供
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