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Vasopressin: Wasserwirtschaft und biologische Uhr
Wasser ist das Molekül des Lebens; ohne sie wäre keiner von uns hier. Doch trotz seiner Bedeutung birgt der Umgang mit Wasser noch immer einige Geheimnisse. Innovative Forschung in Kanada schafft neue Erkenntnisse.
Vasopressin hilft uns, das Wasser unseres Körpers zu verwalten, aber es ist komplizierter als wir dachten.
Wasser ist in jeder einzelnen Zelle des menschlichen Körpers vorhanden. In der Tat, nach Gewicht, sind wir 50 bis 75 Prozent Wasser, abhängig von einer Reihe von Faktoren wie Alter, Geschlecht, Gewicht und Gesundheit.
Wenn wir nur ein paar Tage ohne Tropfen bleiben würden, würden wir sterben. Dies ist die lebenswichtige Bedeutung von Wasser.
Es hält Gewebe wie die Augen und das Innere des Mundes feucht, reguliert die Körpertemperatur, schmiert Gelenke und wirkt als Stoßdämpfer. Wasser löst auch Mineralien und Nährstoffe auf, die sie für biologische Prozesse verfügbar machen und im Körper transportieren.
In diesem Sinne ist es vielleicht eine Überraschung, dass die Kontrolle des Wasserspiegels im Körper hauptsächlich von nur einem Molekül abhängt: Vasopressin.
Vasopressin und Wassermanagement
Vasopressin kommt in den meisten Säugetieren vor, und seine Rolle als wasserregulierendes Molekül ist seit 70 Jahren bekannt. Bis vor kurzem wurde angenommen, dass es nur in einer klassischen, negativen Rückkopplungsschleife funktioniert: Wenn wir dehydriert sind, steigen die Vasopressinkonzentrationen an, wodurch sich der Urin in den Nieren konzentriert, wodurch mehr Wasser freigesetzt wird, das im Körper verwendet werden kann. Umgekehrt, wenn wir zu viel Wasser in unserem Körper haben, sinkt der Vasopressinspiegel und der Urin wird verdünnt.
Neue Untersuchungen zeigen jedoch, dass dieses Molekül viel mehr zu bieten hat als die beschriebene Rückkopplungsschleife. Dr. Charles Bourque von der McGill Universität in Montreal, Kanada, entdeckte einen unerwarteten Weg, den Vasopressin benutzt, um uns ausreichend mit Feuchtigkeit zu versorgen.
Er präsentierte seine Ergebnisse auf dem Canadian Neuroscience Meeting 2017, einem jährlichen Treffen der Canadian Association for Neuroscience, das in Montreal stattfand.
Dr. Bourque zeigte, dass es nicht nur eine vasopressinale Rückkopplungsschleife gibt, sondern "auch an Feed-Forward-Mechanismen beteiligt ist. [Sie] stellten fest, dass dieses Molekül im Gehirn produziert wird, bevor [Menschen] ins Bett gehen und während des Schlafes in Erwartung der dehydrierenden Wirkung des Schlafes. "
Ihre Forschung zeigte, dass Mäuse die Wasseraufnahme kurz vor dem Schlafen erhöhten. Statt durch ein physiologisches Bedürfnis nach Wasser motiviert zu sein, basierte die Trinkreaktion ausschließlich auf den zirkadianen Rhythmen des Tieres.
Circadiane Rhythmen, die den Schlaf-Wach-Zyklus steuern, werden von einer winzigen Hirnregion im Hypothalamus gesteuert, die als suprachiasmatischer Nucleus (SCN) bezeichnet wird. Es wurde gezeigt, dass dieses Vor-Schlaf-Trinkverhalten unter der Kontrolle von Vasopressin-Neuronen steht, die von der SCN zu Durst-Neuronen in der Organum Vasculosum-Lamina terminalis laufen, welche ein Bereich ist, der für die Flüssigkeitsregulierung wichtig ist.
Es ist bekannt, dass Vasopressin als Hormon wirkt, aber diese Entdeckung zeigt, dass das Molekül auch als neurologisches Signal wirkt. Seine Rolle ist deutlich komplexer als ursprünglich angenommen.
Die Bedeutung von Dehydration zu studieren
Dehydration ist ein wichtiges Thema des Studiums. Eine Reihe von Bedingungen sind mit Veränderungen in Vasopressin verbunden. Wie Dr. Bourque erklärt: "Wir wissen seit einiger Zeit, dass [Vasopressin] in kritischen Zuständen wie kongestiver Herzinsuffizienz und einigen Arten von Lungenkrebs und anderen Krankheiten wie Bettnässen oder vermehrtem Urinieren in der Nacht involviert ist. Unsere jüngsten Arbeiten haben gezeigt, dass es auch eine Schlüsselrolle bei salzabhängiger Hypertonie spielt. "
In der Tat sind Körperflüssigkeitsstörungen einige der Hauptgründe für die Aufnahme von Patienten in Notaufnahmen in den Vereinigten Staaten. Dr. Bourque hofft, dass seine Arbeit weitere Studien über die Bedeutung von Vasopressin in Krankheit und Gesundheit anregen wird.
"Wir wissen, [Vasopressin] ist eines der wichtigsten Moleküle zur Regulierung der Körperhydratation, aber wir können es immer noch nicht zur Verbesserung der Primärversorgung verwenden."
Dr. Charles Bourque
Eines seiner wichtigsten Ziele ist die Entwicklung eines empfindlichen Vasopressintests für medizinisches Personal. Wenn Ebenen schnell beurteilt werden können, könnte es Ärzten helfen zu verstehen, wie der Körper Wasser verwaltet, Hinweise geben, wie mit verschiedenen Krankheiten umzugehen. Dr. Bourque plant, mit einem interdisziplinären Team von Wissenschaftlern zusammenzuarbeiten, um diesen Test zu verwirklichen.
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