L’assunzione di liquidi viene controllata da due principali variabili fisiologiche: l’osmolarità tissutale e il volume del liquido intravascolare. Ciò ha indotto Alan Epstein a ipotizzare che i principali segnali che controllano la sete operino quando si verifica la deplezione di entrambe queste grandezze fisiologiche (ipotesi della doppia deplezione). I segnali relativi a questi due parametri raggiungono formazioni cerebrali che controllano l’assunzione di liquidi attraverso fibre afferenti provenienti da recettori periferici o per il tramite di azioni ormonali su recettori che si trovano all’interno del cervello. Questi segnali controllano i meccanismi fisiologici della conservazione dell’acqua in modo tale che l’assunzione di liquidi sia coordinata con il controllo dell’eliminazione di liquidi al fine di conservare l’equilibrio idrico.

L’ipotalamo integra segnali di natura ormonale ed osmotica concernenti il volume del liquido intracellulare e lo stato del liquido extracellulare. Il volume dell’acqua del compartimento intracellulare in condizioni normali è circa il doppio di quello dello spazio extracellulare.


La sete motiva gli animali a bere al fine di mantenere l’equilibrio dei fluidi corporei. La sete è stata convenzionalmente considerata come una risposta omeostatica alle variazioni di volume del sangue o della sua concentrazione salina. Tuttavia, il bisogno comportamentale di bere è regolato troppo rapidamente per essere controllato direttamente dalla composizione del sangue, e sembra invece anticipare squilibri omeostatici prima che essi insorgano. Come il corpo riesca ad ottenere questi stupefacenti risultati in così breve tempo rimane sconosciuto. Nel loro studio Zimmerman, Li net al. ci rivelano un ruolo inaspettato ricoperto dall’organo subfornicale (SFO) nella regolazione preventiva della sete nei topi. Monitorando le dinamiche del calcio nelle zone cerebrali profonde, questi studiosi hanno dimostrato che i neuroni SFO promotori della sete rispondono agli input dalla cavità orale mentre il soggetto in esame mangia e beve, integrando poi successivamente queste informazioni in input con informazioni sulla composizione del sangue. Questa integrazione permette ai neuroni OFS di prevedere come il cibo in corso di masticazione e il consumo di acqua altereranno l’equilibrio dei fluidi nel futuro e quindi regolare il comportamento alimentare , ma soprattutto la sete, preventivamente. Manipolazioni optogenetiche complementari hanno dimostrano che questa modulazione anticipatoria è necessaria per bere in diversi contesti. Questi risultati forniscono un meccanismo neurale per spiegare osservazioni comportamentali di lunga data, tra cui la prevalenza di bere durante i pasti, la rapida sazietà di sete, e il fatto che il raffreddamento orale è dissetante.

L’organo subfornicale è un piccolo aggregato neuronale che protrude nel terzo ventricolo e possiede capillari fenestrati che consentono il passaggio di molecole di origine ematica. L’organo subfornicale è sensibile a basse concentrazioni ematiche di angiotensina II ed invia all’ipotalamo le informazioni che rileva circa la concentrazione ematica di questa sostanza per il tramite proiezioni nervose che raggiungono l’area pre-ottica. La stessa sostanza è in grado di regolare l’assunzione di liquidi agendo sia Ida ormone che da neurotrasmettitore. Tutte queste informazioni vengono convogliate a diverse regioni cerebrali implicate nel comportamento che conduce alla ricerca di acqua e alla sua assunzione. I segnali che fanno cessare l’assunzione dei liquidi sono meno noti di quelli che ne inducono l’assunzione.

 

Uno specifico ” circuito della sete ” viene rapidamente attivato dal cibo e calmato dal raffreddamento delle bocche degli animali . Le stesse cellule cerebrali erano già note agli scienziate nello stimolare il bisogno di bere, per esempio quando la disidratazione concentra il sangue, riducendo la parte liquida a vantaggio della parte corpuscolata. I risultati di questo nuovo studio descrivono una risposta molto più veloce, che prevede e anticipa quale sarà la domanda futura del corpo per l’acqua. Gli studiosi si sono dedicati alla ricerca di questo tipo di sistema perché erano perplessi dal fatto che il comportamento del bere, negli esseri umani così come gli animali , sembra essere regolato molto rapidamente, ma non se ne conoscevano ancorano i meccanismi cerebrali.

“C’è questo modello da manuale per la regolazione omeostatica della sete , che è stato considerato unico per quasi 100 anni e che si basa sul sangue “, ha dichiarato in un’intervista alla BBC uno degli autori dello studio, Zachary Knight, presso la University of California di San Francisco . “Ci sono questi neuroni nel cervello che generano … la sete quando il sangue diventa troppo salato o il volume del sangue scende troppo . Ma un sacco di aspetti del bere tutti i giorni non può assolutamente essere spiegato con quel modello omeostatico perché avvengono troppo in fretta . ”

Prendere la ” sete prandiale ” che arriva mentre noi consumiamo un grande pasto salato – o il fatto che la sentiamo placata non appena si prende un drink. La sete , ha spiegato il Dottor Knight , spesso anticipa i cambiamenti nel nostro bilancio idrico piuttosto che rispondere ad essi.

Gli esperimenti di questo gruppo di ricerca sono stati pubblicati recentemente sulla rivista Nature , offrendo la prima spiegazione di come l’anticipazione e la regolazione della sete potrebbero essere garantiti da meccanismi cerebrali e non solo da un controllo omeostatico del sangue.

 

Per svelare l’attività cerebrale in questione, i ricercatori hanno monitorato l’attività neurale in topi geneticamente ingegnerizzati . Nel profondo del cervello di questi animali, un tipo specifico di cellule del cervello – in una zona conosciuta per esse regolatrice del la sete – quando la zona in questione era attiva emanava un bagliore.Questo ha significato per il team di ricercatori la possibilità di utilizzare una fibra ottica per registrare come e quanto i neuroni dell’area in studio fossero occupati. I topi utilizzati nello studio sono stati lasciati a mangiare o bere in varie condizioni sperimentali, liberi di muoversi e di bere liberamente senza alcuna forzatura.

Il gruppo di studio ha inoltre fatto un’altra importante scoperta: il potere dissetante delle bevande fredde.

Quando gli animali erano assetati , queste cellule del cervello nella regione dell’organo subfornicale , o SFO erano molto attivi e quindi “accesi”, mentre non appena gli animali bevevano l’attività dell’area scemava e i neuroni si “spegnevano”. Data l’incredibile velocità di risposta da parte del circuito e dei suoi neuroni al bere, è plausibile pensare che la risposta sia innescata già quando l’acqua si trova nella bocca dell’animale.

 

“L’attività sembra andare su e giù molto rapidamente durante il mangiare e bere, in base ai segnali dalla cavità orale”, ha detto il dottor Knight alla BBC. Il ricercatore ha anche aggiunto che “Liquidi più freddi inibiscono questi neuroni più rapidamente. Infatti, mostriamo che anche semplicemente raffreddando la bocca di un topo è sufficiente a ridurre l’attività di questi neuroni sete. Indipendente da qualsiasi consumo di acqua.”

L’idea che il sistema della sete sia monitorato dalla temperatura bocca – nella misura in cui l’applicazione di una barra di metallo freddo sulla lingua accende i neuroni OFS – ha molto senso senso, il dottor Knight ha dichiarato sempre alla BBC “Non a caso se si va in ospedale e non si può inghiottire, ti danno cubetti di ghiaccio da succhiare, proprio per placare la sete.” La temperatura sembra essere dunque uno dei segnali che questi neuroni percepiscono per inibire la sensazione di sete.”

Il Dr Yuki Oka, neuroscienziato presso il California Institute of Technology, che non è stato coinvolto in questa ricerca, ma ha condotto uno studio precedente sulla stessa popolazione di neuroni OFS. Il suo team ha scoperto che stimolando artificialmente questi neuroni della sete, riuscivano a stimolarne il bisogno anche se non avevano sete – una constatazione che il dottor Knight e colleghi replicano anche in parte del loro lavoro. Dr Oka ha dichiarato che le nuove osservazioni sono state molto interessanti, soprattutto perché hanno mostrato come una popolazione di cellule del cervello viene influenzata da diversi tipi di informazioni provenienti da sedi differenti.

Francesca Romana Piccioni