塩欲求行動は特定の脳ニューロンに起因する
Salt-Seeking Behavior Traced to Specific Brain Neurons
By University of Iowa
https://medicalxpress.com/ 2024.12.21
塩、より正確には塩に含まれるナトリウムは、まさに「ちょうど良い」栄養素である。ナトリウム濃度が低いと血液量が減少し、深刻な時には命に関わる健康被害を引き起こす可能性がある。逆に、塩分が多すぎると高血圧や心血管疾患につながる可能性がある。
現在のアメリカでは、ほとんどの人が塩分の多い食事を摂っているが、塩分が不足して危険にさらされる人はほとんどいない。しかし、体と脳の機能にとって極めて重要であることを考えると、進化は欠乏している状況で塩分を摂取する強力な衝動を発達させた。
塩欲求を制御する脳回路を理解することは困難であることが証明されているが、現在、アイオワ大学の研究者達による新しい研究で、塩欲求に必要な最初の、そして今のところ唯一のニューロンが特定された。
「この特定の行動を制御するニューロンの遺伝的アイデンティティと位置を知ることは、他の重要な機能に影響を与えずに塩欲求を具体的に増加または減少させる将来の治療法を可能にするための最初の必要なステップである。」とアイオワ大学神経学准教授でJCI Insightの研究の主任著者であるJoel Geerling医学博士は述べている。
アルドステロンが塩欲求ニューロンを刺激
Geerlingと筆頭著者のSilvia Gasparini博士が率いるアイオワ大学チームは、ナトリウム濃度を制限する重要なホルモンであるアルドステロンの働きを解明することで、今後の発見を成し遂げた。
通常、アルドステロンは十分な水分を摂取せずに発汗した後や失血後、あるいは嘔吐や下痢を伴う病気のときなど、体液量(血液量を含む)が少ないときに生成される。アルドステロンは腎臓やその他の臓器にナトリウムを保持するように指示し、体内の既存の水分を維持するのに役立つ。
しかし、アルドステロンが不適切に高い場合、原発性アルドステロン症と呼ばれる状態になると、血圧が危険なレベルまで上昇する可能性がある。アルドステロン症は高血圧患者の10～30％に高血圧の原因となっており、これらの患者は他の高血圧患者よりも脳卒中、心不全、不整脈のリスクが3倍高くなるが、その理由は明らかでない。
アイオワ大学チームは、アルドステロン症の余り評価されない側面、つまり塩分を多く摂取する傾向に注目した。ほぼ1世紀前、ラットではアルドステロンと関連ホルモンが
塩摂取量の増加を引き起こすことが研究で示された。最近のヒトの研究でも、アルドステロン症の患者は高血圧の他の患者よりも塩分を多く摂取することが分かっている。
研究チームはまず、マウスの食事にナトリウムが不足するとアルドステロンの生成と塩摂取量が増加することを確認した。また、HSD2ニューロンとして知られる脳幹の小さなニューロン群の活動も増加する。Geerlingと研究チームは、遺伝子標的細胞削除を使用して、HSD2ニューロンがアルドステロンによる塩摂取に必要であることを示した。さらに、彼等はヒトの脳幹の同じ部分にもHSD2ニューロンの小さな集団があることを示し、同じ神経回路が、アルドステロン値が高い人に関係している可能性があることを示した。
「我々の研究結果で最も説得力のある点は、ヒト、ラット、ブタにおけるHSD2ニューロンの異種間発現である。」とGeerling研究室の博士研究者であるGaspariniは言う。「今後の驚くべき保存性は、ナトリウム関連の健康状態の理解と治療に重要な意味を持つ可能性がある基本的な生理学的経路を示唆している。」
塩摂取に不可欠な微小な細胞集団
全体的にこの研究結果は、アルドステロンがHSD2ニューロンのごく少数の集団(マウスには約200個のHSD2ニューロンがあり、人間には1,000個ある)に作用して、ナトリウムを探して摂取するという非常に特殊な行動を誘発することを示唆している。研究チームの研究結果は、ナトリウムの欲求を高めることがHSD2ニューロンの唯一の中心的な機能である可能性を示唆している。
「哺乳類の行動がこれほど少数のニューロンの完全性にこれほど完全に依存している例は他に知らない。」とアイオワ神経科学研究所の会員であるGeerlingは言う。「アルドステロン誘発性塩摂取がHDS2ニューロンの完全性に全体的に依存していることは、脳内で最も繊細な細胞タイプ固有の行動依存性を表している可能性がある。」
「アルドステロン誘発性塩摂取に必要なニューロンを特定することで、ナトリウム欲求を制御する神経回路の理解が深まり、血液量が少ない患者のナトリウム欲求を高め、アルドステロン症患者の過剰な塩摂取量を軽減する治療戦略の有望なターゲットが提供される。」と彼は付け加えている。
アルドステロン誘発性の塩欲求を引き起こすために必要なニューロンのより明確なイメージにより、研究者はこの行動を制御するより大規模な神経回路の探求を開始し、脳における食欲制御のより深いメカニズム的基礎についてより根本的な疑問を投げかけることになる。
