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Neurowissenschaft

Der Durst-Schalter im Gehirn

Auf die Frage, wie unser Durstempfinden entsteht, suchen Forscher bereits seit Langem eine Antwort. Nun entdeckten sie zwei Gruppen von Nervenzellen tief im Gehirn, die das Verlangen nach Wasser steuern.
Durstlöscher

Wer nicht genügend Flüssigkeit zu sich nimmt, dem droht über kurz oder lang der sichere Tod. Um das zu verhindern, steht unserem Körper daher eine machtvolle Stellschraube zur Verfügung: Durst. Wo der Drang zu trinken seinen Ursprung hat, deckten nun Forscher von der Columbia University in New York auf: Im Gehirn von Mäusen stießen sie auf zwei spezielle Populationen von Nervenzellen, die das Verlangen nach Wasser wecken oder zum Schweigen bringen können.

Auf der Suche nach dem Sitz des Durstempfindens richten Wissenschaftler ihr Augenmerk schon seit geraumer Zeit auf das so genannte Subfornikalorgan im Hypothalamus. "Doch bei dem Versuch, verschiedene Bereiche des Subfornikalorgans bei Mäusen elektrisch zu stimulieren, erhielt man bisher meist nur verwirrende Ergebnisse", sagt Yuki Oka, Erstautor der Studie, die nun im Fachmagazin "Nature" erschienen ist. Das Team von der Columbia University wählte daher einen anderen Ansatz und schleuste mit Hilfe der Optogenetik lichtgesteuerte Moleküle in die Nervenzellen ihrer Versuchstiere ein, die es ihnen erlaubten, einzelne Neurone gezielt ein- und auszuschalten.

Dabei entdeckten die Forscher: Aktivierten sie eine bestimmte Gruppe erregender Nervenzellen im Subfornikalorgan, die so genannten CAMKII-Neurone, begannen die Mäuse im Versuch augenblicklich, aus dem vor ihnen befindlichen Wasserschälchen zu trinken. Dieses Verhalten zeigte sich sowohl bei dehydrierten Nagern als auch bei solchen Tieren, die eigentlich genug zu trinken bekommen hatten und demnach gar nicht durstig gewesen sein dürften. Erhielten die Wissenschaftler das Durstsignal aufrecht, nahmen die Mäuse erstaunliche Mengen an Flüssigkeit zu sich – bis zu acht Prozent ihres eigenen Körpergewichts innerhalb von 15 Minuten. Nach anderen Dingen als Wasser gelüstete es ihnen allerdings nicht: Das Verlangen nach Futter, Zucker oder Honig spornten die CAMKII-Neurone nicht an.

Durst-Zentrum
Durst-Zentrum | Forscher entlarven im Mäusehirn die beiden Nervenzelltypen, die Durst hervorrufen und wieder löschen: CAMKII-Neurone (rot) und VGAT-Neurone (grün).

Das genau entgegengesetzte Phänomen zeigte sich, wenn die Wissenschaftler eine andere Nervenzellpopulation in unmittelbarer Nachbarschaft, die VGAT-Neurone, stimulierten. Nun ließen die Versuchstiere das Wasser links liegen – selbst dann, wenn sie ohnehin schon fast verdurstet waren.

Dass unser Durstempfinden offenbar von zwei verschiedenen Gruppen von Neuronen gesteuert wird, könnte auch erklären, warum frühere Versuche kein eindeutiges Bild lieferten, so Oka: "Mit Elektrostimulation werden vermutlich beide Nervenzelltypen gleichzeitig aktiviert, so dass am Ende widersprüchliche Signale zu Stande kommen."

4. KW 2015

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 4. KW 2015

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