中腦多巴胺在神經元調控體液平衡的神經環(huán)路的應用

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，腹側被蓋區(qū)多巴胺能（VTA-DA）神經元釋放出大量多巴胺。

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

圖1：內窺鏡記錄VTA-DA神經元活性

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透鏡實現在體觀察VTA-DA神經元鈣離子活性變化，發(fā)現小鼠在舔舐水溶液后VTA-DA神經元活性增加，在撤掉水溶液后約10分鐘，該類型神經元鈣離子活性增加更為明顯，存在延遲反應。

有意思的是，這個延遲反應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神經元。

小鼠在攝入水溶液后大部分VTA-DA神經元被激活，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神經元響應，這就表明VTA-DA神經元可響應機體滲透壓變化，在體液平衡中發(fā)揮重要作用。

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

圖2：調控體液平衡的上游神經環(huán)路

已有研究表明調控攝食行為的外側下丘腦（LH）抑制性神經元投射到VTA-DA神經元（以下簡稱LH-GABA→VTA ）。鈣成像技術發(fā)現LH抑制性神經元在攝入水溶液后被激活，在攝入高滲溶液后被抑制。通過化學遺傳學技術慢性抑制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)域抑制性神經元活性進而增加DA神經元活性。

圖3：調控體液平衡的下游神經環(huán)路

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

為進一步探究VTA-DA神經元調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VTA-DA神經元投射到邊緣下前額葉皮質（IL）、基底外側杏仁核（BLA）、背側紋狀體（DS）和伏隔核（NAc）。

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

總的來說，本文揭示了中腦腹側被蓋區(qū)多巴胺能神經元通過不同的神經環(huán)路追蹤機體體液變化，調控體液平衡：外側下丘腦抑制性神經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被蓋區(qū)多巴胺能神經元。

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