Cell 子刊:是什么在决定你的食量,是肚子吗?不,是大脑!

2021-06-03 Sunny MedSci原创

这一发现可能在未来针对肥胖和糖尿病的治疗策略的发展中发挥重要作用。

肠道和大脑相互交流,以适应进食过程中的饱腹感和血糖水平。迷走神经是这两个器官之间的重要通讯器。来自科隆马克斯普朗克代谢研究所、科隆大学衰老研究中心 CECAD 和科隆大学医院的研究人员现在仔细研究了迷走神经控制中心不同神经细胞的功能神经,并发现了一些非常令人惊讶的事情:虽然神经细胞位于同一个控制中心,但它们支配肠道的不同区域,并且对饱腹感和血糖水平的控制也不同。这一发现可能在未来针对肥胖和糖尿病的治疗策略的发展中发挥重要作用。

当我们食用食物时,有关摄入食物的信息会从胃肠道传递到大脑,以适应饥饿和饱腹感。例如,大脑会根据这些信息决定我们是继续进食还是停止进食。此外,我们的血糖水平是由大脑调节的。从大脑一直延伸到胃肠道的迷走神经在这种交流中起着至关重要的作用。在迷走神经的控制中心,即所谓的结节神经节,分布着各种神经细胞,其中一些神经支配胃,而另一些支配肠道。其中一些神经细胞检测不同器官中的机械刺激,例如进食时胃部拉伸,而其他神经细胞检测化学信号,例如我们食用的食物中的营养物质。

近期,发表于Cell子刊的一项最新研究显示,不同感觉神经元的肠脑交流以不同方式控制进食和葡萄糖代谢,这一发现可能在未来针对肥胖和糖尿病的治疗策略的发展中发挥重要作用。

研究人员表示,为了研究结节神经节中的神经细胞的功能,开发了一种遗传方法,使我们能够看到不同的神经细胞并操纵它们在小鼠中的活动。这使我们能够分析哪些神经细胞支配哪个器官,指出它们在肠道中检测到什么样的信号,还使我们能够专门开启和关闭不同类型的神经细胞,以分析它们的精确功能。

不同的食物激活了不同的神经细胞

在他们的研究中,研究人员主要关注结节神经节的两种类型的神经细胞,其大小仅有1mm。这些细胞类型之一检测胃部拉伸,这些神经细胞的激活使小鼠的进食量明显减少,确定这些神经细胞的活动是向大脑传递抑制食欲信号的关键,也是降低血糖水平的关键。第二组神经细胞主要支配着肠道。这组神经细胞感知来自我们食物的化学信号。然而,它们的活动对于进食调节并不是必要的。相反,这些细胞的激活会增加我们的血糖水平。因此,迷走神经控制中心的这两类神经细胞实现了非常不同的功能。

我们的大脑在食用食物时的反应可能是这两种神经细胞类型的相互作用,体积大的食物拉伸了我们的胃,并激活了支配这一器官的神经细胞类型。在某一点上,它们的激活促进了饱腹感,因此停止了进一步的食物摄入,同时协调了血糖水平的适应。营养密度高的食物往往会激活肠道的神经细胞。它们的激活通过协调人体自身葡萄糖的释放来提高血糖水平,但它们并不停止进一步的食物摄入。发现这两类神经细胞的不同功能可能在开发针对肥胖症和糖尿病的新治疗策略中发挥关键作用。

原始出处:

Gut-brain communication by distinct sensory neurons differently controls feeding and glucose metabolism.DOI:https://doi.org/10.1016/j.cmet.2021.05.002

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