Die biologische Uhr des Gehirns erklärt wahrscheinlich, warum wir vor dem Einschlafen ein Glas Wasser trinken wollen.

Die Erkenntnisse, basierend auf Mausuntersuchungen, geben erste Einblicke in die Funktionsweise einer Uhr.

Wissenschaftler wussten, dass Nagetiere in den letzten zwei Stunden vor dem Schlaf eine erhöhte Wasseraufnahme zeigen. Sie fanden heraus, dass der eingeschränkte Zugang zu Wasser während der Stoßperiode zu einer signifikanten Austrocknung gegen Ende des Schlafzyklus führte. Die Erhöhung der Wasseraufnahme vor dem Schlaf ist also ein Präventivschlag, der vor Austrocknung schützt und dazu dient, das Tier gesund und ausreichend hydriert zu halten.

Dann suchten die Forscher nach dem Mechanismus, der diese Durstantwort in Gang setzt. Es ist gut bekannt, dass das Gehirn einen Hydrationssensor mit Durstneuronen in diesem Sensororgan beherbergt. Sie fragten sich also, ob das SCN, die Hirnregion, die zirkadiane Zyklen reguliert, mit den Durstneuronen kommunizieren könnte.

Das Team vermutete, dass Vasopressin, ein Neuropeptid, das vom SCN produziert wird, eine entscheidende Rolle spielen könnte. Zur Bestätigung verwendeten sie so genannte "Schnüfflerzellen", die in Gegenwart von Vasopressin fluoreszieren sollten. Als sie diese Zellen an Rattenhirngewebe anwandten, stimulierten sie das SCN elektrisch.

"Wir haben einen starken Anstieg der Leistung der Schnüffelzellen gesehen, was darauf hindeutet, dass Vasopressin in diesem Bereich freigesetzt wird, da die Uhr stimuliert wird", sagt Charles Bourque, Professor für Neurologie an der McGill University und leitender Autor der Studie Natur.

Um herauszufinden, ob Vasopressin Durstneuronen stimuliert, verwendeten die Forscher Optogenetik, eine hochmoderne Technik, die Laserlicht verwendet, um Neuronen ein- oder auszuschalten. Mit gentechnisch veränderten Mäusen, deren vasopressive Neuronen ein lichtaktiviertes Molekül enthalten, konnten die Forscher zeigen, dass Vasopressin tatsächlich Durstneuronen aktiviert.

"Obwohl diese Studie an Nagetieren durchgeführt wurde, weist sie auf eine Erklärung hin, warum wir oft Durst verspüren und Flüssigkeiten wie Wasser oder Milch vor dem Zubettgehen einnehmen", sagt Bourque. "Noch wichtiger ist, dass dieser Fortschritt in unserem Verständnis davon, wie die Uhr einen zirkadianen Rhythmus ausführt, in Situationen wie Jetlag und Schichtarbeit Anwendung findet.

"Alle unsere Organe folgen einem zirkadianen Rhythmus, der dabei hilft, ihre Funktionsweise zu optimieren. Schichtarbeit zwingt Menschen aus ihren natürlichen Rhythmen heraus, was Auswirkungen auf die Gesundheit haben kann. Zu wissen, wie die Uhr funktioniert, gibt uns mehr Möglichkeiten, etwas dagegen zu tun. "

Die Canadian Institutes of Health Research und der Fonds de Recherche du Québec - Santé haben die Studie finanziert.

Quelle: McGill University

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