论肠脑神经轴如何影响食物选择

来源：本站原创 2020-04-18 07:41

食物对我们而言有一种特殊的 "魔力"：特定的味道和质地几乎可以决定我们的行为。想一想，我们可能会中意于某家中餐馆的香辣菜品，或者是街面上某家意大利餐厅里的奶油味十足的冰淇淋。

2020年4月18日讯/生物谷BIOON/---食物对我们而言有一种特殊的 "魔力"：特定的味道和质地几乎可以决定我们的行为。想一想，我们可能会中意于某家中餐馆的香辣菜品，或者是街面上某家意大利餐厅里的奶油味十足的冰淇淋。

但是，控制我们食物选择的关键只有味觉吗？答案是否定的。事实上，在口齿之外，我们的身体中还发生着很多事情，进而控制着我们的食物选择。其中最重要的就是消化系统和大脑之间的相互作用。

那么，消化系统和神经系统究竟发生着怎样的“交谈”，它又是如何影响我们的摄食行为的呢？葡萄牙里斯本Champalimaud未知者中心神经精神病学组组长Albino Oliveira-Maia的团队一直在努力寻找这些问题的答案。

跟着你的肠道走

"口腔是决定我们是否吃下某种类型的食物的第一个检查点，"Oliveira-Maia解释道。"一旦进入口腔，食物就会被分解成营养物质。在这个阶段，就轮到消化系统来'品尝'食物，并与大脑对话，决定我们的膳食选择。"

Oliveira-Maia认为，消化后的过程可以分为两种类型。第一种是处理当下----食物有多大的营养价值，以及应该吃多少食物。第二种是一种学习过程，决定了机体未来应该如何应对同样的食物。具体而言，那就是机体对食物的营养价值的评价导致个体对食物产生偏好。

那么这一过程是怎么做到的呢？想象一下，有两种食物的味道完全一样，但营养价值却不一样：一种是高营养，另一种是低营养。根据几十年来的研究发现，动物的学习过程会导致其对营养价值较高的食物产生偏好。这实际上是有道理的，因为识别出哪种食物更有营养，并尽可能选择这种食物，对机体是最有利的。

Oliveira-Maia和他的团队想知道，同样的食后信号是否也可能参与到其他类型的学习中。更准确地说，他们问，这些信号是否可以引导动物主动寻找某些食物。

为了研究这个问题，团队开发了一个动物“任务”模型，在这个模型中，动物们会按下杠杆，接受食物直接注入胃里。"这样做的重要性在于可以消除食物在被咀嚼的过程中对动物产生的影响，因此我们能够纯粹关注食物的消化后效果。在其中一个实验中，我们给小鼠做了两个杠杆：按下其中一个能够触发高热量食物的注入，另一个杠杆则能够触发低热量食物的注入。然后，我们让它们在这两个杠杆之间自由选择，并观察它们的反应。"

实验的结果很明显：尽管小鼠们无法品尝到食物的味道，但最终它们还是把精力花在了按压 "高热量 "杠杆上。通过这种新颖的实验，研究小组建立了新的“食后学习”的概念。并未下一步寻找其内在机制奠定了基础。

肠道的感觉

为了研究这种学习特性背后的机制，研究小组首先探究了食物的营养价值信息是如何到达大脑的。"为了回答这个问题，我们将研究重点放在迷走神经上。这是一条长长的神经，它在大脑和多个内脏器官之间形成双向连接。"Oliveira-Maia说。

根据Oliveira-Maia的说法，关于迷走神经与进食行为的关系的研究大多集中在该神经与肠道的连接上。但他和他的团队决定采取不同的方法。"我之前的研究结果表明，迷走神经的一个特定分支，即传递来自肝脏的信息的神经分支可能与此有关。"

为什么肝脏对这个学习过程特别重要，而不是肠道？Fernandes解释说："肠道的不同部位可能无法对所吃食物的营养价值获得完整的信息。而肝脏则通过新陈代谢来过滤从肠道大部分部位到达的血液，这意味着它完全可以作为一个整体的新陈代谢传感器发挥作用。在实验中，当研究小组通过抑制迷走神经的肝脏分支的活性来测试他们的假设时，发现小鼠无法再次获得这种新型的学习效果。这一结果支持了他们的假设。

从内脏到大脑再到大脑，然后再回来

这一激动人心的发现提出了一个新的问题，即大脑中哪些区域发出了消化后信号，以及发出了怎样的消化后信号？

研究小组从第一个直接的怀疑对象是多巴胺，这是一种参与各种认知过程的分子。多项研究表明，进食行为和大脑中的多巴胺神经元之间存在关联。然而，还没有证据证明食后信号和这些神经元的活动之间的直接联系。

该团队设计了几种实验方法，研究多巴胺神经元是否参与了他们发现的食后学习行为，并且得到了最终的证明。

多巴胺神经元为什么会参与到这个学习过程中来呢？"多巴胺神经元已经被证明会对外界奖励做出反应，比如说，当甜食到达我们的舌头时，多巴胺神经元会对这种刺激做出反应，"Costa解释道。"这项研究表明，当食物到达胃和肠道时，这些神经元也会被激活。此外，我们还表明，当营养物质到达肠道时，多巴胺神经元的激活对驱动食物寻找行为的驱动力至关重要。"更重要的是，当营养物质到达肠道时，多巴胺神经元也会被激活。

更深远的意义

这项研究的结果显示了一个新的学习过程，即消化系统和大脑之间的协调过程，这将迫使动物寻找它们从未品尝过的食物。证明了控制行为的潜意识过程的有效性。Oliveira-Maia认为，这项工作为独特的进食行为模式的产生提供了根本性的见解。虽然它可能没有直接的临床应用，但他认为这项工作最终对理解和治疗肥胖症等与饮食相关的疾病具有重要意义。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1. Follow your gut: Newly identified digestive-brain axis controls food choice

2. Ana B. Fernandes et al. Postingestive Modulation of Food Seeking Depends on Vagus-Mediated Dopamine Neuron Activity, Neuron (2020). DOI: 10.1016/j.neuron.2020.03.009

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3. Your brain rewards you twice per meal: When you eat and when food reaches your stomach

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