肠道和大脑的联系可能是对不健康食物的渴望的原因

“我们生活在一个前所未有的时代，脂肪和糖的过度消费正在导致肥胖和代谢紊乱的流行，”第一作者孟桐博士说，他是朱克曼研究所查尔斯·祖克博士实验室的博士后研究员，由霍华德·休斯医学研究所支持。“如果我们想控制对脂肪贪得无厌的渴望，科学告诉我们，驱动这些渴望的关键管道是肠道和大脑之间的连接。”

当研究人员在调查我们食欲的来源时，他们发现了肠道和大脑之间的一种新的联系，这种联系推动了我们对脂肪的渴望。根据研究人员的说法，这一发现带来了一些问题，即干扰肠道和大脑的这种联系，以帮助遏制不健康的食物选择，试图帮助解决由这些选择和暴饮暴食引起的日益严重的全球健康危机。

在他们的研究中，研究人员发现，当肠道糖存在时，葡萄糖激活了一种特定的肠道-大脑回路，该回路与大脑通信。但在无卡路里的人工甜味剂的存在下，这种效果没有被观察到，这可能解释了为什么无糖苏打水从来没有达到目的，让我们感到不满足。

“我们的研究表明，舌头告诉我们的大脑我们在做什么就像祖克博士说。他还是哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科医生学院(Columbia's Vagelos College of Physicians and Surgeons)生物化学、分子生物物理学和神经科学教授。“然而，肠道告诉我们的大脑我们要做什么想要我们需要什么?”

为了探索老鼠对食物中的脂肪(为维持生命必须摄入脂肪)的反应，研究人员给老鼠喂了含有溶解脂肪的瓶子和含有甜味物质的瓶子，这些物质被认为不会影响肠道，但最初很诱人。几天后，观察到这些动物对高脂肪水产生了强烈的偏好。即使对老鼠进行基因改造，使其失去了用舌头品尝脂肪的能力，这种偏好仍然存在。

“尽管这些动物尝不出脂肪的味道，但它们还是被驱使着去吃脂肪，”祖克博士说。

研究人员假设，脂肪一定是激活了特定的大脑回路，然后驱动动物对脂肪的行为反应。为了验证这一理论并确定回路，研究人员在给老鼠喂脂肪时测量了它们的大脑活动。研究人员观察到，脑干中一个称为孤束尾核(cNST)的区域的神经元更活跃，这也很有趣，因为cNST也与先前发现的糖偏好的神经基础有关。

在找到这个区域后，研究人员就能够找到将信息传递到cNST的通信线路。这些线条是连接肠道和大脑的迷走神经中的神经元，当动物的肠道中有脂肪时，它们就会活跃起来。现在已经确定了对脂肪偏好的生物学机制，研究人员开始仔细研究肠道，特别是肠道内壁的内皮细胞。研究发现，有两组细胞对脂肪有反应，会向迷走神经细胞发送信号。

“有一组细胞是基本营养素的一般传感器，不仅对脂肪有反应，还对糖和氨基酸有反应，”李博士说。“另一组只对脂肪有反应，这可能有助于大脑区分脂肪和肠道中的其他物质。”

为了进一步研究可能的干预措施，研究人员试图用药物阻止这些细胞的活动。关闭来自两组细胞的信号可以阻止迷走神经细胞对肠道中的脂肪做出反应。研究人员进一步利用基因技术使迷走神经神经元本身或cNST内的神经元失活，这在两种情况下都会导致动物失去对脂肪的食欲。

“这些干预措施证实，从肠道到大脑的每一个生物步骤对动物对脂肪的反应都至关重要，”李博士说。“这些实验也为改变大脑对脂肪的反应以及对食物的行为提供了新的策略。”

对不健康食物的渴望是一个比大多数人想象的更大的问题，而且风险很高，因为自1980年以来，全球肥胖率几乎翻了一番，而且还在持续增加。除了全球流行的肥胖外，还有近5亿人患有糖尿病。

“过度消费富含糖和脂肪的廉价、深加工食品正在对人类健康造成毁灭性影响，尤其是对低收入人群和有色人种社区，”祖克博士说。“我们越了解这些食物是如何劫持味觉和肠道-大脑轴的生物机制的，我们就越有机会进行干预。”

加州大学圣地亚哥分校的神经科学教授斯科特·斯特恩森博士说:“这项令人兴奋的研究让我们深入了解了促使动物渴望脂肪的分子和细胞。”在强调这项新研究改善人类健康的潜力时，他没有参与这项新研究。他的研究重点是大脑如何控制食欲。“研究人员控制这种欲望的能力最终可能会导致通过减少高热量高脂肪食物的消费来帮助对抗肥胖的治疗方法。”

这项研究部分得到了罗素·贝里基金会肥胖神经生物学项目的支持。查尔斯·祖克是霍华德·休斯医学研究所的研究员。

利益竞争:查尔斯·祖克也是Kallyope的科学联合创始人和顾问，Kallyope是一家生物技术公司，基于我们对肠道-大脑生物学的全面理解，开发一种治疗平台。