Wasser ist für uns lebenswichtig: Damit die Zellen in unserem Körper ihre Aufgaben erfüllen können, benötigen sie die richtige Menge an Wasser mitsamt der darin gelösten Stoffe. Auch das Blut kann nur dann richtig fließen, wenn genügend Wasser vorhanden ist. Entsprechend tief verankert ist der Schutz gegen eine Dehydration. Schon wenn der Flüssigkeitsgehalt unseres Körpers um nur ein bis zwei Prozent absinkt, erhalten wir ein unmissverständliches Signal: Durst. Gleich mehrere Messfühler sorgen dabei dafür, dass unser Gehirn rechtzeitig entsprechende Alarmsignale erhält. In der Lungenarterie und im Herzen messen Sensoren die Veränderungen des Blutvolumens. Andere Sensoren sitzen im Darm, der Leber oder Niere und schlagen Alarm, wenn sich die Konzentration von Salzen und bestimmten Botenstoffen in Blut und Zellen zu stark erhöht. Sogar im Mund sitzen Sensoren, die immer dann reagieren, wenn Flüssigkeit unsere Mundschleimhäute benetzt. All diese Informationen lösen eine Reaktion im Durstzentrum unseres Gehirns, dem Subfornikalorgan, aus und machen uns letztlich durstig.
Spurensuche im Hypothalamus
Ungeklärt war jedoch bisher, wie die vielen verschiedenen Meldungen der Sensoren miteinander abgeglichen, bewertet und gefiltert werden – und wie daraus ein eindeutiges Durstgefühl entsteht. Gibt es möglicherweise spezielle Durst-Neuronen in unserm Gehirn? Um das zu klären, haben William Allen von der Stanford University die Durstreaktion von Mäusen mit Hilfe modernster Methoden der Genetik und Molekularbiologie untersucht und manipuliert. Sie konzentrierten ihre Suche dabei auf den sogenannten medianen präoptischen Nucleus, ein kleines Areal im Hypothalamus, von dem man weiß, dass es Informationen zu Blutvolumen, Osmolarität und von Botenstoffen verarbeitet. Für ihre Studie schalteten die Forscher bei den Mäusen nacheinander einzelne Neuronentypen in diesem Areal aus und beobachteten, wie dies ihr Trinkverhalten beeinflusst. Bei einem Typ dieser Nervenzellen wurden sie fündig: Deaktivierten sie diese Neuronen, tranken selbst dehydrierte Mäuse nichts mehr. Stimulierten die Wissenschaftler diese Nervenzellen dagegen, konnten sie selbst sattgetrunkene Mäuse dazu bewegen, weiterzutrinken.
In einem weiteren Experiment markierten Allen und seine Kollegen diese Neuronen mit einem Fluoreszenzfarbstoff, der umso heller leuchtete, je stärker diese Nervenzellen aktiviert waren. Dann brachten sie den Mäusen bei, einen Hebel zu drücken, um Wasser zu bekommen. Es zeigte sich: Je heller die speziellen Nervenzellen in ihrem Gehirn aufleuchteten, desto emsiger drückten die Mäuse den Wasserhebel. Umgekehrt verstärkte sich die Fluoreszenz umso mehr, je stärker die Mäuse durch Wasserentzug dehydriert waren. Tranken die dann etwas, ließ auch die Fluoreszenz langsam wieder nach. Wie die Forscher erklären, spricht dies dafür, dass diese Neuronen tatsächlich eine entscheidende Rolle für den Durst spielen. Offenbar sorgen sie dafür, dass die verschiedenen Sensorreize miteinander verschaltet und ausgewertet werden und schicken dann entsprechende Signale an das Subfornikalorgan.
