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大脑:“我想减肥”,肠道:“不,你不想”!大自然揭示了脂肪成瘾的秘密
发布者:开云·体育(中国)官方网站-729作文网 发布日期:2022-09-18 09:31:26

在生活节奏迅速加快的时代,高糖高脂肪的食物往往成为人们的最爱。即使是正在减肥的朋友,他们中的大多数人仍然无法控制自己对卡路里的渴望。研究发现,在多个国家,高糖和高脂肪加工食品的消费量出现了灾难性的增长,而饮食摄入量的这些变化与营养不良的增加有关,包括代谢紊乱和营养过剩。

2022年9月7日,哥伦比亚大学Charles S. Zuker教授团队在Nature上发表研究文章,揭示对高脂肪食物的偏好是由于肠-脑轴的存在。通过了解这种生物学机制,干扰肠道到大脑的通路将使人类能够干预暴饮暴食以及对抗肥胖、糖尿病和心血管疾病。

糖和脂肪是必不可少的营养素,动物已经进化出 38 种味觉信号通路来检测和响应甜味和脂肪刺激。最近已经证明,糖偏好是由肠-脑轴介导的,与味觉系统无关。那么,对脂肪的偏好是否相同?

对脂肪的直接吸引依赖于味觉受体细胞中表达的 TRPM5 通道,但如果脂肪偏好的发展不是味觉诱导的,而是摄入后介导的,它应该独立于 TRPM5 功能。正如预测的那样,TRPM5 敲除动物仍然能够发展出对脂肪的行为偏好。行为监测发现,随着时间的推移,小鼠的饮食偏好从人造甜味剂转向脂肪,对脂肪的感知引发了强烈的食欲和满足感。

那么脂肪是如何激活大脑回路的呢?首先,使用单细胞数据和动物实验,研究人员确定脂肪激活迷走神经神经元,这些神经元将脂肪信号从肠道传递到脑干中的孤尾束核 (cNST) 中的神经元。使用 Fos 作为神经活动的信号,脂肪诱导 cNST 的强烈双侧激活,cNST 作为内感受信号的连接点,将信息从肠-脑轴传递到大脑,实验证实,当这种肠-to -脑通路是介导的。基因沉默消除了脂肪偏好的发展。

图 1:脂肪偏好的发展。 a) 描绘小鼠的行为领域; b) 对脂肪和甜味的偏好图; c) 脂肪刺激诱导Fos示意图; d) fos 阳性神经元的量化。

此外,通过比较驱动肠道和大脑之间对脂肪和糖的偏好的途径,研究人员确定了两个平行的系统,一个对糖、脂肪和氨基酸的肠道刺激作出反应的必需营养素的通用传感器,而另一个仅由脂肪刺激激活。

那么肠道是如何将这些营养信号传递给迷走神经的呢?实验数据表明,阻断 CCK(胆囊收缩素)信号会消除迷走糖/脂肪神经元中的所有反应,也就是说,CCK 是一种在肠-脑轴中介导营养感应的递质。此外,使用单细胞 RNA-seq 分析和 CRISPR/Cas9 系统,开云·体育(中国)官方网站-729作文网发现表达 Trpa1(瞬时受体电位定位蛋白 1)的迷走神经簇对脂肪的肠道输送有选择性反应。

膳食脂肪一旦被摄入和消化,就会被许多假定的肠道受体感知,包括脂肪酸转位酶 CD36 和 G 蛋白偶联受体 GPR40 和 GPR120,这些受体中的一种或多种可用于传递脂肪偏好通过肠-脑轴。使用 CRISPR-Cas9 敲除所有可能的组合表明,GPR40 和 GPR120 是肠道脂肪向迷走神经发出信号的必要介质。然而,在 GPR40/GPR120 突变体中,对脂肪刺激的先天反应不受影响,说明味觉和肠脑通路之间的根本差异。

基于上述研究,研究人员表明,在摄入后四个阶段中的任何一个阶段对糖和脂肪到大脑的信号进行遗传或药理学阻断,都可以抑制营养偏好的发展,并有助于解决人类健康危机,详情如下:

(1) 通过阻止糖或脂肪与相应的肠道受体结合;

(2) 通过阻止激活的肠细胞向迷走神经细胞发送信号;

(3) 通过使糖或脂肪激活的迷走神经元沉默并阻止它们的信号传递到大脑;

(4) 通过阻止接收肠脑信号的 cNST 神经元将肠糖或脂肪的存在传播到大脑的其他部分。

简而言之,本文阐明了“喜欢”和“想要”之间的根本区别,并提出了改变大脑营养偏好的新策略。对甜食和脂肪的喜爱是刺激食欲的一种与生俱来的吸引力,是味觉系统激活的结果。另一方面,对糖和脂肪的偏好是调节肠脑轴的结果。

参考:

Li, M., Tan, HE., Lu, Z. 等。脂肪偏好的肠脑回路。自然(2022)。 https://doi.org/10.1038/s41586-022-05266-z

来自:生物习俗

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