Tetesan air sedingin es yang pertama setelah berlari di bawah terik matahari bisa sangat menyenangkan. Segelas air setelah menenggak empat lainnya, mungkin tidak.
Respons yang bervariasi itu terjadi berkat otak, yang memastikan kita tidak minum terlalu banyak atau terlalu sedikit air - dua skenario yang akan melemparkan tubuh ke wilayah berbahaya.
Tetapi bagaimana otak tahu kapan harus mendorong Anda untuk berhenti atau mulai minum?
Sebuah studi baru yang dilakukan pada tikus menunjukkan bahwa unsur misterius dalam usus dapat berperan dengan memprediksi berapa banyak yang perlu Anda minum untuk memuaskan tubuh. Ini kemudian segera memberi tahu otak, yang, pada gilirannya, memutuskan seberapa haus membuat Anda, sekelompok peneliti melaporkan hari ini (26 Maret) di jurnal Nature.
Sel haus
Pada 2016, sekelompok peneliti di University of California, San Francisco (UCSF) menemukan bahwa ketika tikus minum cairan, ia mendorong mulut dan tenggorokan untuk mengirim sinyal ke otak, yang menutup sel-sel otak yang mendikte haus. "Sel-sel haus" ini ditemukan di wilayah yang disebut hipotalamus, yang mengatur rasa haus, tekanan darah, dan proses tubuh lainnya, dan juga di tempat tetangga yang kecil yang disebut organ subfornikal.
Mulut dan tenggorokan mulai menembakkan sinyal-sinyal ini dalam beberapa detik setelah minum sesuatu, meskipun biasanya dibutuhkan sekitar 10 menit hingga satu jam agar air benar-benar masuk ke aliran darah dan diedarkan ke sel-sel haus di seluruh tubuh. Jadi otak perlu mencapai keseimbangan - jika sinyal dimatikan terlalu cepat, Anda tidak akan cukup minum.
"Entah bagaimana, otak memiliki cara untuk mencocokkan dua rentang waktu yang berbeda ini sehingga Anda dapat dengan cepat meminum jumlah air yang tepat untuk memenuhi kebutuhan tubuh Anda," kata penulis studi Zachary Knight, seorang profesor fisiologi di UCSF dan Howard. Penyelidik Institut Medis Hughes.
Bagaimana otak melakukannya adalah pertanyaan yang ingin dijawab oleh penelitian tersebut.
Pembicara yang sulit dipahami
Dalam studi baru, Knight dan timnya menanamkan serat optik dan lensa di dekat hipotalamus otak tikus, yang memungkinkan mereka untuk menonton dan mengukur kapan neuron haus itu hidup dan mati.
Ketika mereka memberi tikus air garam, para ilmuwan menemukan bahwa neuron haus berhenti menembak segera, seperti yang diharapkan. Tetapi sekitar satu menit kemudian, neuron-neuron itu dihidupkan kembali.
Api tenggorokan dan mulut memberi sinyal ke otak untuk mulai memuaskan dahaga, apa pun jenis cairannya. Tetapi karena cairan asin dapat mendehidrasi tubuh, sinyal "menyala" kemungkinan berasal dari tempat lain, setelah tenggorokan dan mulut mematikan neuron haus "."
Mereka menemukan bahwa air tawar juga membuat neuron berhenti menembak, tetapi air garam tidak. Terlebih lagi, ketika tikus yang diberi air garam diberikan air segar untuk diminum, neuron-neuron haus itu pertama-tama mati seperti yang diharapkan - tetapi kemudian dengan cepat dihidupkan kembali.
Hasilnya menunjukkan bahwa ada molekul dalam usus yang merasakan kandungan garam dalam cairan dan menggunakannya untuk memprediksi seberapa banyak minuman akan menghidrasi tubuh. Sistem ini, yang hanya berfungsi ketika tikus benar-benar mengalami dehidrasi, mengirimkan informasi ini ke otak dalam satu menit, dan neuron kehausan berkedip-kedip.
Dan natrium bukan satu-satunya senyawa yang akan memicu molekul usus, kata Knight kepada Live Science. "Apa pun yang akan mengubah osmolaritas darah terdeteksi oleh sistem ini." (Osmolaritas mengacu pada seberapa pekat suatu cairan.)
Kontrol rasa haus
Temuan ini, jika dikonfirmasi pada manusia, dapat bermanfaat bagi banyak orang.
Sebagai contoh, Knight mencatat bahwa kemampuan kita untuk mengatur rasa haus berkurang seiring bertambahnya usia. "Jadi gagal untuk tetap terhidrasi dengan benar, dan itu dapat menyebabkan masalah medis - terutama, misalnya, selama masa panas yang hebat," katanya.
Sebaliknya juga bisa berlaku: "Sebagian besar pelari maraton cenderung over-hidrasi selama perlombaan," kata Charles Bourque, seorang ilmuwan saraf di McGill University di Kanada, yang bukan bagian dari penelitian. "Alasan untuk ini tidak jelas, tetapi melemahnya sinyal usus ke otak ini mungkin memainkan peran."
Bagaimanapun, penelitian ini "secara signifikan memajukan apa yang kita ketahui tentang kontrol kehausan," kata Dr. Bourque kepada Live Science. Dan karena hasilnya konsisten dengan data yang diperoleh dari pemindaian otak pada manusia, setidaknya beberapa temuan kemungkinan berlaku untuk manusia, tambahnya.
Meskipun tikus dan manusia jelas berbeda dalam beberapa struktur otak, hipotalami mereka sangat mirip, kata Knight.
Tim juga menemukan bahwa sinyal kehausan berjalan di sepanjang jalan raya sinyal utama antara otak dan usus: saraf vagus. Ketika para peneliti memotong saraf ini dalam percobaan selanjutnya, neuron haus tidak kembali ketika tikus mulai minum.
Meskipun mereka tidak tahu pasti, tim berpikir bahwa sinyal datang secara khusus dari usus kecil, yang merupakan tempat yang menghubungkan paling kuat ke saraf vagus dan juga berada dalam slot waktu yang "benar" dalam proses pencernaan untuk mengaktifkan mereka yang haus saraf sekitar satu menit setelah minum air.
Untuk proyek mereka berikutnya, tim berharap untuk mengetahui asal usul sinyal.
