中腦多巴胺在神經(jīng)元調(diào)控體液平衡的神經(jīng)環(huán)路的應(yīng)用

水和食物具備獎賞的特性，這主要是因為它們滿足了機體的內(nèi)在需求。具體來說，攝入食物提供兩種主要形式的獎賞價值：營養(yǎng)和享樂。營養(yǎng)獎賞來自代謝和穩(wěn)態(tài)信號，享樂獎賞來自愉悅的感官特性。作為對食物或水的反應(yīng)，腹側(cè)被蓋區(qū)多巴胺能（VTA-DA）神經(jīng)元釋放出大量多巴胺。

2022年7月13日加州大學(xué)生理學(xué)系ZacharyA.Knight研究團隊發(fā)現(xiàn)VTA-DA神經(jīng)元可追蹤飲水后系統(tǒng)性補液過程，響應(yīng)體液平衡過程。

圖1：內(nèi)窺鏡記錄VTA-DA神經(jīng)元活性

最近，剛剛出爐的新政策可謂是對于創(chuàng)業(yè)者來說是非常好的消息，不僅在經(jīng)濟開支的方面能有效減輕創(chuàng)業(yè)單位的壓力同時對于市場人才的活躍。

最近，剛剛出爐的新政策可謂是對于創(chuàng)業(yè)者來說是非常好的消息，不僅在經(jīng)濟開支的方面能有效減輕創(chuàng)業(yè)單位的壓力同時對于市場人才的活躍。通過埋置GRINs透鏡實現(xiàn)在體觀察VTA-DA神經(jīng)元鈣離子活性變化，發(fā)現(xiàn)小鼠在舔舐水溶液后VTA-DA神經(jīng)元活性增加，在撤掉水溶液后約10分鐘，該類型神經(jīng)元鈣離子活性增加更為明顯，存在延遲反應(yīng)。

有意思的是，這個延遲反應(yīng)的時間窗與水融入血液中進行系統(tǒng)性補液的時間窗吻合，表明系統(tǒng)性補液可誘發(fā)延遲激活VTA-DA神經(jīng)元。

小鼠在攝入水溶液后大部分VTA-DA神經(jīng)元被激活，小部分被抑制，但在攝入高滲透壓溶液后大部分VTA-DA神經(jīng)元被抑制，小部分被激活，而在降低血容量或血壓后幾乎不引起VTA-DA神經(jīng)元響應(yīng)，這就表明VTA-DA神經(jīng)元可響應(yīng)機體滲透壓變化，在體液平衡中發(fā)揮重要作用。

小鼠胃內(nèi)直接灌注水溶液或腹腔注射水溶液均能引起VTA-DA神經(jīng)元的延遲反應(yīng)。饑餓小鼠在進食固體食物時VTA-DA神經(jīng)元活性明顯增加，但并不會引起類似于飲水的延遲反應(yīng)。

圖2：調(diào)控體液平衡的上游神經(jīng)環(huán)路

已有研究表明調(diào)控攝食行為的外側(cè)下丘腦（LH）抑制性神經(jīng)元投射到VTA-DA神經(jīng)元（以下簡稱LH-GABA→VTA ）。鈣成像技術(shù)發(fā)現(xiàn)LH抑制性神經(jīng)元在攝入水溶液后被激活，在攝入高滲溶液后被抑制。通過化學(xué)遺傳學(xué)技術(shù)慢性抑制LH-GABA→VTA環(huán)路后水溶液攝入并不能增加VTA-DA神經(jīng)元活性。

此外，在光激活LH-GABA→VTA環(huán)路后持續(xù)抑制VTA區(qū)域抑制性神經(jīng)元活性，這就表明水溶液攝入可通過該環(huán)路間接抑制VTA區(qū)域抑制性神經(jīng)元活性進而增加DA神經(jīng)元活性。

圖3：調(diào)控體液平衡的下游神經(jīng)環(huán)路

穹窿下器官 (SFO)谷氨酸能神經(jīng)元可編碼體液平衡信息，調(diào)控渴覺，該腦區(qū)為LH的上游腦區(qū)，慢性激活SFO區(qū)域谷氨酸能神經(jīng)元盡管不影響VTA-DA神經(jīng)元活性，但可增強攝水引起的VTA-DA神經(jīng)元活性。

為進一步探究VTA-DA神經(jīng)元調(diào)控體液平衡功能的下游區(qū)域，研究人員通過病毒示蹤實驗發(fā)現(xiàn)VTA-DA神經(jīng)元投射到邊緣下前額葉皮質(zhì)（IL）、基底外側(cè)杏仁核（BLA）、背側(cè)紋狀體（DS）和伏隔核（NAc）。

一般來說，食物或水經(jīng)口進入胃腸道再到血液。光纖鈣成像技術(shù)發(fā)現(xiàn)在經(jīng)口攝入溶液后IL、BLA、DS、NAc等區(qū)域神經(jīng)元活性均增加，灌胃攝入后主要引起B(yǎng)LA、NAc區(qū)域神經(jīng)元活性增加。這些結(jié)果表明VTA通過投射到不同區(qū)域形成不同的環(huán)路調(diào)控不同階段的攝水行為。

總的來說，本文揭示了中腦腹側(cè)被蓋區(qū)多巴胺能神經(jīng)元通過不同的神經(jīng)環(huán)路追蹤機體體液變化，調(diào)控體液平衡：外側(cè)下丘腦抑制性神經(jīng)元整合來自于穹窿下器官編碼的體液平衡信息并傳遞給腹側(cè)被蓋區(qū)多巴胺能神經(jīng)元。

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