長胖“元兇”揪出來了?大腦藏著一種“魔鬼”細胞 受到刺激時讓你食慾大增

長胖“元兇”揪出來了?大腦藏著一種“魔鬼”細胞 受到刺激時讓你食慾大增

在減肥的路上,我們時時刻刻與食慾抵死相抗,往往白天啃了沙拉,晚上卻抗不過烤串的誘惑,現在,研究發現,大腦中存在著一種,與我們的食慾增加有關。

伸長細胞(Tanycytes)是一種神經膠質細胞,它透過與大腦中的神經元溝通來告知我們吃了什麼。華威大學生命科學學院的研究人員發現,當伸長細胞受到選擇性刺激時,食慾就會增加。

此前的研究已經發現,伸長細胞(大腦中控制能量水平的細胞)能夠檢測食物中的營養成分,並直接告訴大腦我們所吃的食物。

伸長細胞透過對食物中發現的氨基酸做出反應來實現這一功能,它們透過與舌頭味蕾中相同的感受器來感知氨基酸的味道(“鮮味”)。

來自華威大學生命科學學院的研究人員在6月8日《美國科學院院刊》(PNAS)上發表題為“Hypothalamic tanycytes generate acute hyperphagia through activation of the arcuate neuronal network”的最新研究,解釋了伸長細胞是如何增進食慾的。

伸長細胞是一種膠質細胞,位於大腦的中央,它們排列在被稱為腦室的充滿液體的空間中。它們能夠感知或“品嚐”心室內腦脊液中的營養物質。這種液體中的營養成分的含量取決於人們吃了多少。一個關鍵問題是,伸長細胞能否將營養資訊傳遞給附近調節食慾的神經元,以及透過活動或產生體溫消耗了多少能量。

透過讓伸長細胞選擇性地表達光敏感離子通道,研究人員能夠非常特別地啟用它們,並表明這能使附近的神經元變得活躍。透過觀察被啟用神經元的身份,研究人員發現,伸長細胞可以開啟兩種不同的通路參與控制進食。

一種途徑與進食動力增加有關,而另一種途徑與進食動力減少和能量消耗增加有關。從這一點上看,不清楚這兩種截然相反的途徑中哪一種會“勝出”。

透過研究伸長細胞的刺激是如何改變進食行為的,研究者發現它導致了食物攝取量的短期增加:也就是說,吃得多的衝動克服了吃得少的衝動,消耗了更多的能量。

華威大學生命科學學院的尼古拉斯·戴爾教授解釋道:

“伸長細胞會對營養物質做出反應,從而產生飽腹感,所以我們預計,當伸長細胞受到刺激時,你會吃得更少,但令人驚訝的是,我們發現你實際上吃得更多。我們已經建立了伸長細胞和食物攝入之間的聯絡,但我們仍然不完全瞭解從長遠來看它們是如何幫助控制體重的。”

該研究的第一作者Matei Bolborea博士說:

“控制食慾的神經機制已經研究了幾十年。我們的發現給這個神經迴路增加了一個意想不到的新玩家。我們的重要發現是,伸長細胞在增加食慾方面起著積極的作用。在未來,這些細胞可能成為減少或增加食物攝入的潛在目標,以達到治療目的。”

神經膠質細胞與食慾控制

直到大約10年前,神經膠質細胞還被認為是神經元的輔助細胞。但在近年來,越來越多研究發現,腦細胞中的膠質細胞與食慾有著密切的聯絡。2016年,麻省理工學院的神經科學家發現,膠質細胞在控制食慾和進食行為方面發揮著重要作用。

在一項對老鼠的研究中,研究人員發現啟用這些細胞會刺激過度進食,而當這些細胞受到抑制時,食慾也會受到抑制。研究人員說,這一發現可能為科學家開發對抗肥胖和其它食慾相關疾病的藥物提供了一個新的目標。

“在過去的幾年裡,神經膠質細胞的異常活動與神經退行性疾病密切相關。越來越多的證據表明,神經膠質細胞在調節神經功能和調節大腦紊亂方面的重要性。”麻省理工學院麥戈文大腦研究所和布羅德研究所斯坦利精神病學研究中心的成員Guoping Feng表示。

人們很早就知道,下丘腦是大腦深處一個杏仁大小的結構,它控制著食慾、能量消耗、體溫和包括睡眠週期在內的晝夜節律。在下丘腦中,科學家已經確定了兩組控制食慾的關鍵神經元,即AgRP神經元和POMC神經元。AgRP神經元刺激進食,POMC神經元抑制食慾。

在對大腦其他部位的膠質細胞進行研究時,研究人員注意到下丘腦也似乎有很多膠質細胞活動。在這項研究中,研究小組使用北卡羅萊納大學開發的一項新技術來研究一種被稱為星細胞的膠質細胞。利用這種策略,研究人員可以設計特定的細胞來產生一種表面受體,這種受體與一種叫做CNO的化合物結合,CNO是氯氮平的衍生物。然後,當CNO被給予時,它激活了膠質細胞。

麻省理工學院的研究小組發現,僅用一劑CNO來啟用星形膠質細胞的活動,就會對食物攝入行為產生顯著影響。

研究人員說:“當我們給予特定啟用受體的化合物時,我們看到攝取量大幅增加。”“我們並不知道小鼠在白天吃得很多,但當我們給這些表達了一種特定受體的動物服用藥物時,它們吃得很多。”研究人員還發現,在短期內(三天),老鼠沒有增加額外的體重,即使它們吃得更多。

瑞典哥德堡大學神經內分泌學教授蘇珊娜·迪克森稱,這項研究是一種“正規化轉變”的一部分,該觀點認為,神經膠質細胞所扮演的角色不像之前認為的那樣被動。

編譯/前瞻經濟學人APP資訊組

原文資料:

https://medicalxpress.com/news/2020-06-appetite-cells-brain.html

http://news.mit.edu/2016/brain-cells-structural-support-influence-appetite-1018

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