為什麼睡前總想喝水?

2016.9.28 <Nature>上發表了一篇文章,來自McGill University的研究人員發現了大腦生物鐘驅使我們睡前產生口渴感覺的分子機制。(原文鏈接:Clock-driven vasopressin neurotransmission mediates anticipatory thirst prior to sleep)

晝夜節律(生物鐘)是動物進化出來適應地球24小時晝夜交替的一種機制。哺乳動物大腦中存在一個負責生物節律的中心,位於下丘腦前部的視交叉上核(SCN),SCN受到晝夜周期的影響發出信號調控機體的生理活動。

已經有研究表面小鼠在睡前兩個小時內飲水量會激增。而研究人員發現這一過程並非出於生理需要(比如血清高滲透壓、核心體溫升高、低血容量等)。

(AP = anticipatory period, BP = basal period, AP階段的血清滲透壓、體溫、血容量和BP沒有明顯差異)

而當研究人員限制小鼠在這一階段攝取水時將會導致它們在睡眠周期末出現明顯的脫水現象。因此,小鼠在睡前飲水量激增更像是一種未雨綢繆的行為,以避免之後出現脫水,並保持健康。

已經有研究表明終板血管器(OVLT)控制哺乳動物飲水。研究人員想知道,SCN腦區是否可以與OVLT相互交流。研究人員推測也許由SCN產生的後葉加壓素(Vasopressin, VP, 抗利尿激素)在這一過程中發揮著重要作用。為了證實他們的猜想,他們設計了一種遇到後葉加壓素VP會產生熒光的「嗅探細胞」。將這些細胞應用到小鼠大腦組織中,再用電刺激SCN腦區,結果發現嗅探細胞的熒光信號顯著增加,證明了後葉加壓素VP釋放。

為了驗證後葉加壓素是否可以刺激渴覺神經元,研究人員用光遺傳學技術,通過開啟或關閉釋放後葉加壓素的神經元,就可以觀察後葉加壓素是否確實啟動了渴覺神經元。研究人員發現,SCN內的後葉加壓素神經元會投射到終板血管器OVLT區域,而後者正是與渴覺產生有關。利用光遺傳學誘導後葉加壓素VP的釋放可以興奮OVLT神經元並促進飲水行為。而抑制後葉加壓素VP的釋放就阻止飲水行為發生。

這項研究表明睡前口渴並不是真正出於生理需要,而是由生物鐘驅動,可能是為了防止睡眠中出現失水進化出的一種機制。

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註:前兩天看到這篇論文,在知乎搜到問題就回答了一下,但和專欄的『最新』『關於睡眠的研究』的主題也十分契合,加之專欄有一段時間沒更新,所以搬到了這裡充實充實門面,原回答鏈接:為什麼睡前特別想喝水? - Andrew Xu 的回答

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