韩国基础科学研究所的研究人员发现了一个隐藏的肠道与大脑之间的信号网络,该网络在蛋白质缺乏情况下会重新安排食物偏好,将食欲从碳水化合物转向氨基酸。这一发现于5月28日发表在《科学日报》上。
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必需氨基酸是人体无法自行合成的蛋白质的基本构建块。科学家们早就知道,在蛋白质缺乏的情况下,动物会开始偏好富含蛋白质的食物,但这种现象的确切神经机制一直未知。
科学家们发现,当蛋白质缺乏时,特化的肠细胞会分泌肽激素CNMa。它同时触发两种机制:一种是通过神经系统快速传递的机制,立即将必需氨基酸缺乏的信号传递给大脑;另一种是通过血液缓慢传递的机制,长时间维持对富含蛋白质食物的渴望。
这一发现是在对果蝇进行的实验中得出的。研究人员使用神经影像学、行为测试和基因操作,详细绘制了涉及的神经回路。
研究小组负责人Seo Song-bae表示:"我们的研究表明,肠道不仅仅是一个消化器官,而是一个活跃的感官系统,持续监测身体的营养状况并直接控制行为决策。"
该系统不仅增加了整体食欲——它还选择性地改变了偏好。CNMa信号抑制了糖敏感神经元(DH44)的活性,同时增加了对富含氨基酸食物的兴趣。大脑实际上是从碳水化合物转向了蛋白质。
在小鼠身上进行的实验已经证实,哺乳动物中也存在类似的机制。同时,研究人员记录了一个意外的结果——即使在缺乏FGF21激素的小鼠中(该激素此前被认为是蛋白质食欲的关键调节器),寻找氨基酸的行为仍然持续。
微生物组在这一过程中也发挥着重要作用。在没有正常肠道微生物群的果蝇中,寻找氨基酸的神经元激活明显更强,这表明细菌参与了营养可利用性的调节。
Seo Seong-bae指出,目前大多数控制肥胖的药物都涉及肠道激素,但人们对自然肠道信号如何影响大脑和饮食行为知之甚少。他表示,这一发现为开发代谢紊乱和饮食障碍的新治疗策略奠定了基础。
5月16日,《科学日报》报道了在肠道中发现影响衰老的纳米粒子。据研究人员称,这些纳米粒子还可能引发与衰老相关的炎症和慢性疾病。
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