Upptäckt av en ny roll för lillhjärnan i törstregleringen

Lillhjärnan, ofta kallad den "lilla hjärnan", har lockat forskares uppmärksamhet i århundraden på grund av sin unika struktur och cellulära komplexitet, och är en av hjärnans äldsta regioner evolutionärt sett. Traditionellt betraktades den endast som ett motoriskt kontrollcenter; dock har nya studier visat dess inblandning i icke-motoriska funktioner som kognition, känslor, minne, autonom funktion, mättnadskänsla och måltidsavslutning.

I en nyligen genomförd studie på möss, publicerad i Nature Neuroscience, fann forskare från University Hospitals (UH), Harrington Discovery Institute vid UH och Case Western Reserve University att lillhjärnan också kontrollerar törst, en viktig funktion som behövs för överlevnad. Mer specifikt fann teamet att hormonet asprosin diffunderar från periferin in i hjärnan och aktiverar Purkinjeceller i lillhjärnan. Detta leder till en ökad lust att söka upp och dricka vatten.

”Asprosin, ett hormon som upptäcktes av vårt laboratorium 2016, är känt för att stimulera matintag och bibehålla kroppsvikt genom att aktivera viktiga 'hunger'-neuroner i en del av hjärnan som kallas hypotalamus och verkar genom att binda till ett protein på neuronens yta som kallas 'receptor'”, säger Dr. Atul Chopra, seniorförfattare till studien.

Dr. Atul Chopra är forskare vid UH Harrington Discovery Institute och biträdande chef för Harrington Rare Disease Program, jourhavande medicinsk genetiker vid UH och docent i medicin samt genetik och genomik vid Case Western Reserve University School of Medicine.

Hormonet kräver en receptor för sin verkan, och när det gäller asprosins förmåga att kontrollera aptit och kroppsvikt är den receptorn Ptprd. Förutom i hypotalamus fann teamet att det också uttrycks i hög grad i lillhjärnan, även om den funktionella betydelsen av detta var okänd.

"Vi antog initialt att asprosins verkan i lillhjärnan koordinerade födointaget med hypotalamus, vilket visade sig vara felaktigt. Genombrottet kom när Ila Mishra, postdoktor i labbet och nu chef för sitt eget laboratorium vid University of Kentucky, upptäckte att möss där lillhjärnans känslighet för asprosin var utslagen hade minskat vattenintag. Vårt slutgiltiga mål var att mäta födointaget, inte vattenintaget, vilket var en lycklig slump."

Dessa möss uppvisade också minskad Purkinjecellsaktivitet åtföljd av hypodipsi (minskad törst). Deras födointag, motoriska koordination och inlärning påverkades inte. Däremot uppvisade möss där hypotalamisk asprosinkänslighet var eliminerad minskat födointag utan effekt på törsten.

"Våra resultat avslöjar inte bara en ny funktion för cerebellära Purkinjeceller i törstmodulering, utan också deras oberoende reglering från väletablerade roller i motorisk koordination och inlärning", tillade Dr. Chopra. "Det är fascinerande att vi efter ett sekel eller mer av neurobiologisk forskning fortfarande upptäcker viktiga nya funktioner för delar av hjärnan som länge har trots vara förstådda. Den bredare betydelsen av denna upptäckt är dess potential för hantering av törstsjukdomar som polydipsi (överdriven törst), hypodipsi och adipsi, för vilka det för närvarande inte finns någon behandling."