大脑中的低糖传感器促进血糖平衡

大脑在血糖调节中起作用吗?贝勒医学院(Baylor College of Medicine)的研究人员在动物模型中发现证据，表明大脑中的葡萄糖感应神经元对全身葡萄糖调节很重要，包括在糖尿病期间。

　　

人体的血糖水平需要维持在一个相对较窄的范围内。它不能太高，因为它可能导致糖尿病，也不能太低，因为它可能导致昏厥甚至死亡。

贝勒大学儿科营养学、分子和细胞生物学及医学教授Yong Xu博士说:“大脑中有许多葡萄糖感应神经元，它们被认为积极参与检测体内葡萄糖水平的微小变化，然后触发相应的反应，使血糖水平恢复到健康范围。但长期以来，这方面一直存在一些问题。”

大脑在血糖调节中起作用吗?

公认的概念是，血糖水平是由胰腺分泌的激素严格控制的，比如胰岛素和胰高血糖素。因此，一些科学家想知道，大脑中的葡萄糖感应神经元是否真的在调节全身葡萄糖水平中起作用?

在发表在《Journal of Clinical Investigation》上的这项研究中，Xu和他的同事在动物模型中检测了一组特殊的葡萄糖感应神经元在维持血糖平衡中的作用。

“根据它们对葡萄糖波动的反应，葡萄糖感应神经元可以分为两组，”Xu解释说。“一组被称为葡萄糖兴奋(GE)神经元，另一组被称为葡萄糖抑制(GI)神经元。在这项研究中，我们关注的是第二组，这两组中研究较少的一组。”

当周围的葡萄糖水平较高时，GE神经元被激活或兴奋。Xu说:“这是意料之中的，因为葡萄糖是大多数细胞的燃料，包括神经元。有更多的可用燃料将支持增加细胞活性。”

另一方面，当葡萄糖水平较高时，GI神经元受到抑制，而当葡萄糖水平较低时，它们却被激活。Xu说:“这让研究人员感到困惑，因为他们的预期正好相反，当葡萄糖水平低时，神经元活动会减少。我们想了解在低血糖水平下触发胃肠道神经元活动的机制，以及这是否有助于血糖平衡。”

研究人员集中研究了位于小鼠大脑中下丘脑腹内侧核(VMH)区域的GI神经元。具体来说，他们研究了GI神经元上的哪些离子通道介导低糖感知。离子通道是神经元表面的蛋白质，它允许带电离子进出细胞。这个过程对于神经元的激活或放电是必要的。

Xu说:“我们发现一种被称为ano4 (ano4)的离子通道是激活GI神经元以应对低葡萄糖的必要条件。事实上，我们的数据显示，ano4是定义GI神经元的标记物。如果VMH神经元表达ano4，则它是GI神经元。如果VMH神经元不表达ano4，它就不是GI神经元。”

GI神经元与1型糖尿病

接下来，研究人员在1型糖尿病小鼠模型中研究了GI神经元在调节血糖中的作用。在这个模型中，产生胰岛素的胰腺β细胞缺失。缺乏胰岛素会导致血糖水平升高，这是糖尿病的标志。通过基因消除这些糖尿病小鼠下丘脑GI神经元中的ano4基因，研究人员基本上使血糖水平正常化。

“我们的研究结果表明，大脑中的葡萄糖感应神经元对全身葡萄糖调节很重要。我们发现，当胰腺β细胞不能产生胰岛素来控制血糖水平时，GI神经元在糖尿病期间具有重要功能。在这种情况下，通过敲除GI神经元(大脑中的一小群细胞)中的单个基因，可以相当有效地控制小鼠模型中的血糖水平。接下来，我们想确定ano4的药理抑制是否也有助于控制1型糖尿病模型和2型糖尿病模型中的血糖水平。”

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