科学家们在腹部发现了一种脑细胞,这种细胞似乎控制着消化的不同方面。
并非所有的脑细胞都存在于大脑中。例如,加州理工学院的一个团队在小鼠腹部识别出了两种不同的神经元,这些神经元似乎控制着消化的不同方面。这一发现发表在《自然》杂志上,有助于解释体内的神经元集群如何在肠道与大脑的连接中发挥关键作用,这是一个复杂的大脑与消化系统之间的双向通信系统。它还增加了证据,表明体内的神经元可以承担专门的功能,“就像大脑中的神经元一样”,该研究的作者之一Yuki Oka说。
“外周神经系统非常聪明,”亚利桑那大学的Frank Duca(未参与该研究)说。“这个系统内有特定的神经元,它们执行各种功能,有时是在大脑的帮助下,有时甚至不依赖于大脑的输入。”
应激反应下的肠道检查
该研究集中在一种称为交感神经系统的外周神经系统的一个子集上,当大脑检测到危险时,这个系统会变得活跃。“你的肾上腺素会上升,血液中的葡萄糖水平也会非常高,因为你需要战斗或逃跑,”Oka说。同时,交感神经系统会减缓一些不太紧急的功能,如消化和食物通过肠道的移动。
但这个系统是如何向每个内部器官传递正确的信息的呢?Oka的团队认为答案可能涉及能够向不同器官发送不同信息的专门神经元,因此他们专注于称为神经节的腹部神经元集群。“我们观察了一个控制下消化道功能的大神经节,”Oka说,包括肠道、脾脏、胃和肝脏。研究团队使用尖端的基因技术来表征该集群中的神经元。他们发现了两种具有明显不同功能的细胞类型。“结果表明,消化相关功能由一种主要细胞类型控制,而另一类神经元则参与肠道运动,”Oka说。
当团队刺激一种类型的神经元时,动物的肝脏会减少包括胆汁在内的酶的产生,胆汁是一种分解脂肪的消化液。当他们刺激另一种类型的神经元时,动物的肠道会更缓慢地移动食物。尽管这项研究涉及的是小鼠,但Oka表示,人类也可能存在类似的系统,因为人类的消化道与小鼠非常相似。
专门神经元,更好的药物?
这项研究支持了科学家们日益形成的观点,即体内的专门神经元在肠道与大脑的连接中起着重要作用,这会影响从饥饿到情绪的各个方面。虽然这项研究仅限于从大脑到肠道的信号传递,但Duca表示,其他研究表明,专门的神经元也有助于反方向的信息传递。“肠道可以向大脑传递关于餐食状态或炎症的信号,”Duca说,“然后大脑可以生成一个回应,告诉肠道如何反应。”
其他内部器官也依赖于位于大脑和脊髓之外的专门神经元。例如,心脏内有一个神经元网络,即使在器官被移除后,也能调节电活动和机械活动。所有这些专门的神经元都为治疗从高血压到抑郁症再到肠易激综合症等疾病提供了潜在的目标,Duca说。理论上,“未来的药物可以只针对这些神经元的特定子集,激活单一功能,而不是激活所有功能,”Duca说。如果这种方法有效,他说,这意味着更有效的药物和更少的副作用。
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