《自然》:小脑竟是干饭与长肉的平衡器!科学家首次在小脑中发现与抑制食欲相关的神经元,可“平衡”干饭之乐丨
来源:奇点糕 2021-11-25 12:41
近日,来自美国宾夕法尼亚大学的J. Nicholas Betley和她的同事们在《自然》期刊上发表了一篇文章。我们的小脑竟是抑制食欲的关键!他们发现在进食后,来自肠道的信号会激活外侧小脑深部核团(aDCN-Lat)的谷氨酸能神经元,这些神经元的激活会提高多巴胺的基础释放水平、降低因进食引起的强烈而短暂的刺激峰值,从而弱化额外进食带来的奖赏价值,减
近日,来自美国宾夕法尼亚大学的J. Nicholas Betley和她的同事们在《自然》期刊上发表了一篇文章。我们的小脑竟是抑制食欲的关键!
他们发现在进食后,来自肠道的信号会激活外侧小脑深部核团(aDCN-Lat)的谷氨酸能神经元,这些神经元的激活会提高多巴胺的基础释放水平、降低因进食引起的强烈而短暂的刺激峰值,从而弱化额外进食带来的奖赏价值,减少进食量。
人们常说,我们要做欲望的主人!可是,自然界中最强烈的欲望之一——干饭,真的很难把控住啊。(累了,泪了)
要细说这干饭的欲望,可分为“要吃”和“想吃”。
“要吃”是人体系统为了让我们好好活着,通过进食来维持能量平衡,是基本代谢和生存所必需的一项“人生大事”。下丘脑弓状核区域的AgRP神经元是这项大事的重要负责人,由饥饿信号激活后催促我们赶紧进食。
而“想吃”,那就得提到“快乐源泉”多巴胺了,也就是奖赏机制。像是什么高脂高糖食物,一入口就会诱导纹状体的多巴胺能神经元(VTA-DA)快速、大量地释放多巴胺, 享受极致的快乐。
不过话说回来, “要吃”和“想吃”这两条神经回路当然也不是完全相互独立的。
既然干饭的动机这么充足,那谁来抑制食欲呢?毕竟凡事不能上瘾,一直吃下去也不是个事儿,比如普瑞德威利综合征(PWS)患者,从童年时期起便饥饿感不断,常因过度进食导致肥胖和2型糖尿病。
已有研究发现后脑、下丘脑都和干饭欲望有关,但是针对这俩地方的减肥治疗并不有效。
于是这次,Betley和她的同事们进行了进一步研究,结果发现竟然是小脑在帮我们衡量该吃多少。
他们首先使用功能磁共振成像(fMRI)来跟踪PWS患者和正常人在不同饱腹感(禁食 vs 进食后)下,对不同信号(食物 vs 非食物图片)的大脑反应。结果显示,在PWS组和对照组之间,小脑深部核团(DCN)是唯一一个神经活动有显着差异的大脑区域,而小脑深部对食物信号反应的缺失可能与PWS患者的进食量增加有关。
随后研究者们在小鼠模型中也发现,当进食且食物营养被消化后,小鼠外侧小脑深部核团(aDCN-Lat)区域会被激活。
为了确定DCN在调节食物摄入中的作用,Betley和她的同事们对小鼠的DCN神经元活动和进食情况进行了检测。结果显示,相比DCN的其它区域(aDCN-Int、pDCN-Int、pDCN-Med)来说,只有激活aDCN-Lat区域的神经元才会影响小鼠的进食情况。
而且当aDCN-Lat神经元被激活时,小鼠的进食频率和进食速度并未受到影响,只是进食量和进食持续时间减少。这种进食量减少与小鼠的饥饿or饱腹状态无关,与吃起来是否令心情愉悦也无关(就连快乐的高脂高糖食物都不吃了属于是)。相反的,一旦aDCN-Lat神经元被抑制,小鼠的食物摄入量就会增多。
进一步利用钙成像等技术发现,正是位于aDCN-Lat区域的一类谷氨酸能神经元(全都表达Spp1)在进食后被激活,才抑制了食欲,减少后续的进食量。
关于进食是如何让aDCN-Lat区域的神经元“打起精神”的,研究者们认为这与迷走神经有关。在进食后肠道通过迷走神经给后脑通风报信,将信号投射至aDCN-Lat[5],激活神经元,告诉你“不,我不吃”。
那么,激活的aDCN-Lat神经元是如何引起进食量减少的呢?这就要提到开头所说的“要吃”和“想吃”这两种干饭欲望了。
Betley和她的同事们发现,当同时激活aDCN-Lat区域的神经元和AgRP神经元时,本该由AgRP神经元激活引起的进食量增加并没有发生,只体现出由aDCN-Lat神经元激活引起的进食量减少。
这么看来正与之前的观察结果相符,只要aDCN-Lat区域的神经元一声令下,即使在饥饿状态下AgRP神经元被激活时,那也是“我就是饿死,从这跳下去,不会吃一点东西”。
而另一方面,aDCN-Lat神经元的激活竟是会让我们感受不到干饭带来的快乐!
一系列研究结果显示,aDCN-Lat神经元的激活会增强VTA-DA神经元的活性,提高多巴胺的基础释放水平,降低进食引起的强烈而短暂的刺激峰值,从而削弱进食的奖赏价值。
对于aDCN-Lat神经元激活的小鼠来说,一旦抑制VTA-DA神经元的活性,多巴胺水平和进食量便都会恢复至正常水平。
对此研究者们提出,aDCN-Lat能够通过调节多巴胺水平来影响进食量,这为暴饮暴食的药物治疗以及深部脑刺激治疗提供了新的策略。
总的来说,Betley和她的同事们首次发现,除了我们熟知的下丘脑之外,小脑竟也在抑制食欲上起着关键作用。
进食后,来自肠道的信号会激活外侧小脑深部核团(aDCN-Lat)的谷氨酸能神经元,进而提高多巴胺的基础释放水平,从而降低额外进食带来的奖赏价值,减少进食量。(生物谷Bioon.com)
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