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對小鼠的新研究可能會顛覆我們對腸道和大腦以及食慾之間聯繫的理解。

如果您在一次重要的演講之前感到噁心，或者在一頓大餐之後感到頭暈目眩，那麼您就會知道腸道與大腦聯繫的力量。

科學家們現在相信，一系列令人驚訝的疾病，包括食慾障礙、肥胖、關節炎和抑鬱症，可能都是從腸道開始的。 但目前尚不清楚這個所謂的“第二大腦”中的信息如何從我們的胃傳播到我們的大腦。 幾十年來，研究人員認為血液中的激素是腸道和大腦之間的間接通道。

最近的研究表明，“直覺”背後的溝通渠道比激素的擴散更直接、更迅速。 研究人員使用帶有綠色熒光的狂犬病病毒，追踪了它從小鼠腸道傳播到腦乾時的信號。 他們驚訝地發現信號在 100 毫秒內穿過單個突觸——這比眨眼還快。

快速突觸

“科學家們用幾分鐘到幾小時來談論食慾。 杜克大學醫學院醫學助理教授、資深作者迭戈·博霍爾克斯 (Diego Bohórquez) 說：“我們在這裡談論的是幾秒鐘。” “這對我們對食慾的理解具有深遠的影響。 許多已開發的食慾抑製劑針對的是緩慢作用的激素，而不是快速作用的突觸。 這可能就是他們大多數失敗的原因。”

您的大腦通過電信號從所有五種感官（觸覺、視覺、聽覺、嗅覺和味覺）獲取信息，電信號沿著位於皮膚和肌肉下方的長神經纖維（如光纖電纜）傳播。 這些信號移動得很快，這就是為什麼當你打開門的那一刻，新鮮出爐的餅乾的香味就會撲面而來。

儘管腸道與眼睛和耳朵一樣重要，是一種感覺器官——畢竟，知道胃何時需要填飽肚子是生存的關鍵——但科學家認為，腸道是通過一個多步驟、有些間接的過程傳遞信息的。

人們認為，腸道中的營養物質會刺激激素的釋放，這些激素會在進食後幾分鐘到幾小時內進入血液，最終對大腦產生影響。

他們是部分正確的。 火雞晚餐中的色氨酸因轉化為血清素而臭名昭著，血清素是一種讓你感到困倦的大腦化學物質。

但博霍爾克斯懷疑大腦有一種方法可以更快地感知來自腸道的線索。 他注意到腸道內的感覺細胞與舌頭和鼻子上的感覺細胞有許多相同的特徵。 2015年，他在《自然》雜誌上發表了一項具有里程碑意義的研究 臨床研究雜誌 顯示這些腸道細胞含有神經末梢或突觸，這表明它們可能會利用某種神經迴路。

第六感？

在這項研究中，博霍爾克斯和他的團隊著手繪製該電路圖。 首先，博士後瑪雅·凱爾伯勒（Maya Kaelberer）將帶有綠色熒光標籤的狂犬病病毒注入小鼠胃中。 她看到病毒在登陸腦乾之前已經標記了迷走神經，這表明病毒存在直接迴路。

接下來，Kaelberer 通過將小鼠的感覺腸細胞與迷走神經元放在同一培養皿中，重建了腸腦神經迴路。 她看到神經元沿著培養皿表面爬行，連接到腸道細胞並開始發出信號。 當研究小組在混合物中添加糖時，發射速度加快。 凱爾伯勒測量了腸道中糖的信息傳遞的速度，並驚訝地發現它的速度約為毫秒。

這一發現表明，像谷氨酸這樣的神經遞質——參與傳遞嗅覺和味覺等其他感官——可能充當信使。 果然，當研究人員阻止感覺腸細胞中谷氨酸的釋放時，信息就消失了。

博霍爾克斯的數據表明，該電路的結構和功能在人類中是相同的。

“我們認為這些發現將成為新感覺的生物學基礎，”博霍爾克斯說。 “它作為大腦如何知道胃何時充滿食物和卡路里的入口點。 它為‘直覺’作為第六感的想法提供了合理性。”

未來，博霍爾克斯和他的團隊有興趣弄清楚這種新感覺如何辨別我們所吃食物的營養類型和熱量值。

該研究發表於 21 月 XNUMX 日 科學.

美國國立衛生研究院、AGA-愛思唯爾試點研究獎、北卡羅來納大學胃腸生物學和疾病研究中心獎、國防高級研究計劃局、哈特韋爾基金會、達納基金會、格拉斯基金會和霍華德休斯醫學研究所資助了這項研究。

資源： 杜克大學

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