从肠道到大脑：神经细胞会检测我们吃什么

迷走神经的神经细胞完成相反的任务

　　

 

   

图像:结节神经节中基因不同的神经元的荧光显微镜图像。

资料来源:马克斯·普朗克新陈代谢研究所

肠道和大脑相互交流，以适应食物摄入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信器。马克斯·普朗克代谢研究所的研究人员在科隆,老化研究集群卓越CECAD科隆科隆大学和大学医院现在了仔细看看不同的神经细胞的功能迷走神经的控制中心,并发现了一些非常令人吃惊:虽然这些神经细胞位于同一控制中心，但它们支配肠道的不同区域，控制饱腹感和血糖水平也有差异。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。

当我们吃东西时，有关摄入食物的信息从胃肠道传输到大脑，以适应饥饿和饱腹感。基于这些信息，大脑决定，例如，我们是继续吃还是停止吃。此外，我们的血糖水平由大脑调节。迷走神经从大脑一直延伸到胃肠道，在这种交流中起着重要的作用。在迷走神经的控制中心，即所谓的节，有各种各样的神经细胞，它们有的支配胃，有的支配肠。这些神经细胞中的一些检测不同器官中的机械刺激，比如进食时的胃拉伸，而另一些检测化学信号，比如我们所吃食物中的营养。但是，这些不同的神经细胞在将信息从肠道传递到大脑中扮演什么角色，以及它们的活动如何有助于适应进食行为和血糖水平，这些都在很大程度上尚不清楚。

“为了研究结状神经节中神经细胞的功能，我们开发了一种遗传方法，使我们能够在小鼠中可视化不同的神经细胞并操纵它们的活动。这使我们能够分析哪个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，”研究负责人Henning Fenselau说。“它还允许我们专门打开或关闭不同类型的神经细胞，以分析它们的精确功能。”

不同的食物激活不同的神经细胞

在他们的研究中，研究人员主要关注两种只有一毫米大小的结节神经节的神经细胞。Fenselau解释说:“其中一种细胞可以检测胃的伸展，激活这些神经细胞会导致老鼠吃得明显少。”“我们发现，这些神经细胞的活动是向大脑传递抑制食欲信号和降低血糖水平的关键。”第二组神经细胞主要支配肠。“这组神经细胞从我们的食物中感知化学信号。然而，它们的活动对摄食调控没有必要。相反，这些细胞的激活会增加我们的血糖水平，”芬瑟劳说。因此，这两种类型的神经细胞在迷走神经的控制中心完成非常不同的功能。

芬瑟罗解释说:“我们大脑在进食时的反应可能是这两种神经细胞相互作用的结果。”“体积大的食物会拉伸我们的胃，并激活支配这个器官的神经细胞。在某一时刻，它们的激活会促进饱腹感，从而停止进一步的食物摄入，同时协调血糖水平的适应。营养密度高的食物往往会激活肠内的神经细胞。它们的激活通过协调身体自身葡萄糖的释放来增加血糖水平，但它们不会停止进一步的食物摄入。”这两种神经细胞不同功能的发现，可能对开发新的治疗策略来对抗肥胖和糖尿病起到至关重要的作用。

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