為啥吃高脂食物總停不下來?科學家發現腸道和大腦會對脂肪上癮……

肥胖,已成為威脅人類健康的全球性公共衛生問題,肥胖者更容易出現包括 2 型糖尿病、心臟病和中風等一系列代謝相關的疾病。自 1980 年以來,全球肥胖率幾乎翻了一番。

炸雞、漢堡、冰淇淋,這些讓人發胖的高脂肪食物往往讓人難以抗拒,但究竟為什麼我們總忍不住想吃高脂食物呢?一項新研究揭示了背後的奧秘,發現腸道和大腦之間的聯繫驅動著我們對脂肪的渴望

來自哥倫比亞大學的研究團隊將這一研究以Gut-Brain Circuits for Fat Preference為題發表在近日的Nature雜誌上。該研究發現,進入腸道的脂肪會觸發腸道的信號,這種信號沿著神經傳導到大腦,驅動對高脂肪食物的渴望

這一研究提出了干擾這種腸腦連接的可能性,以幫助阻止不健康的飲食選擇,並解決因脂肪和糖的過度消費而引起的日益嚴重的全球健康危機。

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圖片來源:Nature

該實驗室在之前的研究中發現,葡萄糖激活了一個特定的腸腦回路,在腸道中存在糖的情況下,該回路與大腦進行通訊,而無卡路里的人造甜味劑則沒有這種效果,這可能解釋了為什麼無糖蘇打水並不能夠讓我們感到滿足。

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為了探索小鼠對膳食脂肪的反應,研究團隊為小鼠提供了含有溶解脂肪的水(包含大豆油的一種成分)和含有代糖的水。幾天後,小鼠對溶有脂肪的水錶現出強烈的偏好。

隨後,研究人員對小鼠進行了基因改造,敲除了控制味覺感受器的trpm5基因,以消除小鼠用舌頭感受脂肪的能力。但即使無法通過舌頭感受食物中的脂肪,小鼠依然偏好溶有脂肪的水

研究人員推斷,脂肪一定是激活了特定的大腦回路,驅動動物對脂肪的偏好。為了尋找這種迴路,研究人員在給小鼠餵食脂肪的同時,監測了小鼠的大腦活動,結果發現腦幹的一個特定區域(即孤束尾核(cNST))中的神經元被激活。而當這些神經元被阻斷時,小鼠對脂肪的偏好也就隨之消失了。非常有趣的是,在該團隊之前的研究中已經發現 cNST 與小鼠對糖的偏好有關。

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「我們的研究表明,舌頭告訴我們的大腦我們喜歡什麼,比如甜味、鹹味或含有脂肪的東西,」通訊作者Charles S. Zuker表示,「然而,腸道告訴我們的大腦我們想要什麼,我們需要什麼。」

接下來,研究團隊試圖尋找將信號傳遞到 cNST 的神經通路,最終發現是迷走神經中的神經元將腸道與大腦聯繫起來。在確定了小鼠對脂肪的偏好背後的神經機制之後,研究人員接著仔細研究了腸道本身,特別是腸道內的內皮細胞,最終發現了兩組細胞,它們響應腸道中的膳食脂肪,並向迷走神經中的神經元發送信號

迷走神經神經元將信號從腸道傳遞到大腦(藍色為細胞核),其中負責脂肪偏好的細胞為綠色。(Credit:Mengtong Li / Zuker lab / Columbia’s Zuckerman Institute)

「一組細胞充當必需營養素的一般傳感器,不僅對脂肪有反應,而且對糖和氨基酸也有反應,另一組細胞只對脂肪做出反應,可能有助於大腦將脂肪與腸道中的其他物質區分開來。」該研究的第一作者李夢彤博士說到。

隨後,研究人員嘗試使用藥物阻斷這些細胞的活性,發現阻斷來自任何一個細胞組的信號傳導都可以阻止迷走神經對腸道中的脂肪做出反應。不同於腸道通過鈉-葡萄糖共轉運蛋白 SGLT1 感知糖信號,研究人員發現在腸道內表達的 GPR40 和 GPR120 信號可感知脂肪信號,並通過腸腦軸傳遞給大腦

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「這些干預措施證實,從腸道到大腦的每一個生物學步驟對於動物對脂肪的反應都至關重要,」李夢彤博士說,「這些實驗結果也為改變大腦對脂肪的反應提供了新的策略。」

脂肪和糖的過度消費正在導致肥胖和代謝紊亂的流行,對人類健康產生破壞性影響。我們越了解這些食物成分是如何驅動我們的進食慾望,就越有機會對此進行干預,可能通過控制對脂肪和糖的慾望,減少高熱量脂肪食物的消費來對抗肥胖

題圖來源:站酷海洛

參考資料:

Li, M., Tan, HE., Lu, Z. et al. Gut-Brain Circuits for Fat Preference. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05266-z

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