Khát nước là một tín hiệu sinh lý quan trọng giúp con người và các loài động vật nhận biết khi cơ thể mất nước, từ đó thúc đẩy hành vi uống nước nhằm duy trì sự sống và cân bằng dịch thể trong cơ thể (còn gọi là cân bằng nội môi nước). Dù các cơ chế thần kinh liên quan đến cảm giác khát và duy trì cân bằng nước đã được nghiên cứu trong nhiều thập kỷ, nhưng cho đến gần đây, các nhà khoa học vẫn chưa xác định được chính xác loại protein nào trong não chịu trách nhiệm phát hiện sự thay đổi nồng độ natri và các chất hòa tan trong máu; yếu tố kích hoạt cảm giác khát.

Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Y Thủ đô, Phòng thí nghiệm Vịnh Thâm Quyến và một số viện nghiên cứu khác tại Trung Quốc đã xác định được rằng protein xuyên màng TMEM63B có thể hoạt động như một “cảm biến khát” ở cấp độ phân tử, thúc đẩy động vật có vú uống nước khi cần thiết. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Neuron, góp phần làm sáng tỏ cơ chế di truyền học thần kinh phức tạp giúp duy trì cân bằng nước trong cơ thể ở động vật có vú.

Các tác giả Wenjie Zou và Siqi Deng đã viết trong bài báo: “Sự gia tăng áp suất thẩm thấu của máu được cho là sẽ kích hoạt cảm giác khát thông qua một cảm biến tăng thẩm thấu nằm ở cơ quan dưới liềm não (SFO), tuy nhiên bản chất phân tử của cảm biến này vẫn chưa được làm rõ”. Chúng tôi cung cấp bằng chứng hành vi và chức năng cho thấy TMEM63B hoạt động như một cảm biến tăng thẩm thấu ở tế bào thần kinh vùng SFO”.

Cơ quan dưới liềm (SFO - Subfornical Organ) là một cơ quan quanh não thất nằm ở vùng trung tâm não, gần lỗ liên thất và dưới liềm (fornix). Nó được coi là cơ quan cảm giác quanh não thất vì phản ứng với nhiều loại hormone và chất dẫn truyền thần kinh. SFO đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa cân bằng chất lỏng, huyết áp và cân bằng điện giải. 

TMEM63B là một loại protein nằm xuyên qua màng tế bào. Trong nghiên cứu, nhóm tác giả đã tiến hành nhiều thí nghiệm trên chuột trưởng thành để khám phá vai trò của protein này trong việc tạo ra cảm giác khát.

Trước tiên, họ xác nhận rằng TMEM63B được biểu hiện trong các tế bào thần kinh kích thích tại SFO, và có vai trò quan trọng trong phản ứng thần kinh trước các kích thích tăng trương lực. Quan trọng hơn, TMEM63B biểu hiện dị loại được kích hoạt bởi các kích thích ưu trương, các đột biến điểm có thể làm thay đổi thế đảo ngược của kênh. Ngoài ra, TMEM63B, tinh khiết trong liposome cho thấy các dòng điện được điều khiển bởi áp suất thẩm thấu. Cuối cùng, những con chuột bị loại bỏ gen Tmem63b cho thấy biểu hiện suy giảm rõ rệt về cảm giác khát, và việc xóa TMEM63B trong các tế bào thần kinh SFO đã tái hiện lại kiểu hình này.

Các phát hiện này chỉ ra rằng TMEM63B phản ứng với sự thay đổi về nồng độ thẩm thấu (tức là nồng độ chất tan trong máu). Khi nồng độ thẩm thấu quá cao, protein này kích hoạt các tế bào thần kinh tại SFO, tạo ra hoạt động điện dẫn đến cảm giác khát. Đáng chú ý, việc tắt gen Tmem63b khiến chuột mất đi khả năng cảm nhận khát nước và hành vi tìm kiếm nước uống cũng bị ảnh hưởng, càng khẳng định vai trò thiết yếu của TMEM63B trong việc duy trì cân bằng nước trong cơ thể.

Nhóm nghiên cứu khẳng định: “Tổng hợp lại, các kết quả này cung cấp nền tảng phân tử cho cảm giác khát và cho thấy TMEM63B là một cảm biến tăng áp lực thẩm thấu ở động vật có vú”.

Nghiên cứu gần đây mang lại cái nhìn mới về các cơ chế góp phần vào sự sống còn của cả con người và các loài động vật có vú khác, và có thể được xác nhận trong các nghiên cứu sâu hơn trên nhiều loài khác. Bên cạnh việc nâng cao hiểu biết về mặt thần kinh học liên quan đến cảm giác khát, phát hiện này cũng mở ra một mục tiêu tiềm năng mới cho việc điều trị các rối loạn hiếm gặp do khiếm khuyết di truyền liên quan đến cân bằng nước trong cơ thể hoặc cảm giác khát.

Đ.T.V (NASTIS), theo https://medicalxpress.com/, 7/2025