塩を求める行動は特定の脳ニューロンに由来する

塩、より正確には塩に含まれるナトリウムは、まさに「ゴルディロックス」栄養素です。ナトリウム濃度が低いと血液量が低下し、健康に深刻な、場合によっては致命的な影響を与える可能性があります。逆に、塩分が多すぎると高血圧や心血管疾患を引き起こす可能性があります。

現代のアメリカでは、ほとんどの人が 塩分の多い食事塩分が少なすぎると危険にさらされる人はほとんどいません。しかし、体と脳の機能にとってナトリウムが極めて重要であることを考慮すると、進化の過程で、塩分が不足している状況では塩分を摂取するという強力な推進力が発達しました。

塩分の食欲を制御する脳の回路を理解することは難しいことがわかっていますが、アイオワ大学の研究者らによる新しい研究により、塩分の食欲に必要なニューロンが初めて特定され、これまでのところ唯一のニューロンが特定されました。

「この特定の行動を制御するニューロンの遺伝的同一性と位置を知ることは、他の重要な機能に影響を与えることなく塩分の食欲を特異的に増減させる将来の治療法を可能にするために必要な最初のステップです」と、UI の Joel Geerling 医学博士は述べています。神経学の准教授、著書の主著者 勉強 で JCI の洞察。

アルドステロンは塩分食欲ニューロンを誘発する

Geerling と筆頭著者である Silvia Gasparini 博士が率いる UI チームは、 アルドステロン、ナトリウムレベルを制御するための重要なホルモン。

通常、アルドステロンは、十分な水分を摂取せずに発汗した後や失血後、または嘔吐や下痢を伴う病気の場合など、体液量（血液量を含む）が低下したときに生成されます。アルドステロンは腎臓や他の臓器にナトリウムを保持するように指示し、体内の既存の体液を維持するのに役立ちます。

ただし、アルドステロンが不適切に高い場合、と呼ばれる状態が発生します。 原発性アルドステロン症、血圧が危険なレベルまで上昇する可能性があります。アルドステロン症は、すべての患者の 10 ～ 30% で高血圧の原因となっています。 高血圧、脳卒中のリスク、 心不全、これらの患者では心臓のリズムの異常が他の高血圧患者よりも 3 倍高くなっていますが、その理由は明らかではありません。

UI チームは、アルドステロン症の認識されていない側面、つまり塩分をより多く摂取する傾向に焦点を当てました。ほぼ1世紀前、アルドステロンと関連ホルモンがラットの塩分の食欲を増加させることが研究で示されました。さらに最近の人体研究では、アルドステロン症患者は他の高血圧患者よりも多くの塩分を摂取していることも判明した。

研究チームはまず、マウスの食事にナトリウムが不足するとアルドステロンの産生と塩分の摂取量が増加することを確認した。また、HSD2 ニューロンとして知られる脳幹の小さなニューロン グループの活動も増加します。 Geerling 氏は以前にこれらの HSD2 ニューロンを発見しており、それらが塩分食欲の原因であることを示唆する状況証拠を持っていました。

次に、Geerling と彼のチームは、遺伝的標的細胞欠失を使用して、HSD2 ニューロンがアルドステロンによる塩分摂取に必要であることを示しました。さらに、ヒトも脳幹の同じ部分に少数のHSD2ニューロン集団を持っていることを示し、アルドステロンが上昇している人にも同じ神経回路が関係している可能性があることを示した。

「私たちの発見の最も説得力のある側面は、ヒト、ラット、ブタにおける HSD2 ニューロンの異種間発現です」と、Geerling の研究室の博士研究員である Gasparini 氏は言います。 「この驚くべき保存は、ナトリウム関連の健康状態の理解と潜在的な治療に重大な影響を与える可能性のある基本的な生理学的経路を示唆しています。」

塩分の摂取に重要な細胞の小さな集団

全体として、この研究結果は、アルドステロンが少数の HSD2 ニューロン集団（マウスには約 200 個、ヒトには約 1,000 個の HSD2 ニューロンがある）に作用して、ナトリウムを求めて消費するという非常に特異的な行動を誘導することを示唆しています。研究チームの研究結果は、ナトリウム食欲の促進がHSD2ニューロンの唯一の中枢機能である可能性を示唆している。

アイオワ神経科学研究所のメンバーであるギアリング氏は、「哺乳類の行動が、これほど少数のニューロンの完全性にこれほど完全に依存している例を私たちは他に知りません」と語る。 「HSD2ニューロンの完全性に対するアルドステロン誘導性の塩分摂取の全体的な依存性は、脳における最も繊細な細胞型特異的な行動依存性を表している可能性があります。

「アルドステロン誘発性の塩分摂取に必要なニューロンを特定することで、ナトリウム食欲を制御する神経回路の理解が深まり、血液量が少ない患者のナトリウム食欲を高め、アルドステロン症患者の過剰な塩分摂取を軽減する治療戦略の有望な標的が提供される。 」と彼は付け加えた。

アルドステロン誘発性の塩分の食欲を引き起こすために必要なニューロンのより明確な全体像が得られたことで、研究者はこの行動を制御するより大きな神経回路の探索を開始し、脳における食欲制御のより深いメカニズムの基礎について、より根本的な疑問を投げかけます。

研究チームには、Geerling氏とGasparini氏に加えて、Jon Resch博士、Miriam McDonough氏、Lila Peltekian氏、Chidera Mitchell氏、Marco Hefti氏が参加しました。