Tělo si vyvinulo schopnost udržovat rovnováhu mezi různými molekulami v jednotlivých tkáních prostřednictvím soustavy signálů, transportních procesů, motivace, příjmu a vylučování. Tyto procesy spolupracují, aby zajistily stav nazývaný homeostáza, tedy schopnost těla reagovat na přebytek nebo nedostatek. Voda patří mezi zásadní molekuly, jejichž rovnováha je pečlivě řízena tímto dynamickým procesem. Jak tělo stárne, dochází k narušení mnoha složitých systémů, které s přibývajícím věkem ztrácejí schopnost plně fungovat. Poškození molekul způsobené stárnutím mění chování buněk, čímž homeostatické systémy přestávají fungovat optimálně a jejich narušení se může v extrémních případech stát fatálním.
Pro život je naprosto nezbytné přesně řídit rovnováhu tekutin. Tento proces je kontrolován fyziologickým systémem, který sleduje osmolalitu (koncentraci rozpuštěných látek) a objem krve a v reakci na dehydrataci spouští dvě regulační reakce: pocit žízně a následnou konzumaci vody a dále zpětné vstřebávání vody ledvinami, které je ovlivněno hormonem vazopresinem (AVP). Tyto reakce řídí specifické nervové okruhy v předním mozku, které přímo vnímají změny v rovnováze tekutin.
Stárnutí často způsobuje poruchy v regulaci tekutin. Starší lidé mají snížený pocit žízně a po podnětech vyvolávajících žízeň obvykle pijí méně než mladší jedinci. Navíc s věkem klesá schopnost ledvin koncentrovat moč, což vede k větším ztrátám tekutin. Výsledkem je, že stárnutí bývá spojeno s častějším výskytem chronické dehydratace, což je významný rizikový faktor pro rozvoj nemocí a úmrtnost.
Které konkrétní změny v systému udržování rovnováhy tekutin jsou způsobeny stárnutím, zatím přesně nevíme. Problémem je, že udržování rovnováhy tekutin je komplexní proces zahrnující více soustav: neuroendokrinní systém kontroluje zpětné vstřebávání vody (os AVP-ledviny); smyslový systém sleduje rovnováhu tekutin a příjem tekutin a zahrnuje subfornikální orgán (SFO) s glutamátergickými neurony a smyslové dráhy (aferentní nervy) vedoucí z úst, hltanu a vnitřních orgánů (viscera). Dále existuje motivační systém, který podněcuje vyhledávání a konzumaci vody a zahrnuje SFO glutamátergické neurony i cílové struktury, jako je dopaminový systém.
Teprve nedávno se podařilo sledovat a ovlivňovat neurony zapojené do systému regulace tekutin u živých zvířat. V této studii jsme provedli komplexní analýzu, jak stárnutí ovlivňuje tento systém u myší. Zkoumali jsme zvířata obou pohlaví, od mladých až po velmi staré, a analyzovali různé úrovně: (1) fyziologická měření rovnováhy tekutin, funkci ledvin a uvolňování a citlivost na AVP; (2) behaviorální analýzy pití a motivace v reakci na různé stimuly žízně (potrava, dehydratace, hyperosmolalita a hypovolemie); (3) záznamy neuronální aktivity z okruhů, které řídí pití, uvolňování AVP a motivaci, a (4) optogenetické manipulace, kterými jsme zkoumali schopnosti jednotlivých částí okruhů. Tyto experimenty ukázaly, že některé z těchto funkcí jsou během stárnutí oslabeny, zatímco jiné se překvapivě zlepšují.
Více informací o této studii najdete zde.