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当我们垂涎看到的美食时,都会不自觉地咽一下口水或者感觉到强烈的饥饿感。然而,这些感觉并不是“迎接美食”的第一反应。最近的一项研究表明,当小鼠遇上食物的瞬间,它的大脑神经和肝脏都会做出准备“储存营养”的反应。
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& E1 [3 |7 l% i. q& w( x ?! L" B▼图片来源:The Scientist
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' d1 [5 }) W: k( h/ r) f这项最新研究,揭示了:只要感官刺激(看到或者闻到,但吃不到),就已经能够引发机体的某些反应。相关研究成果以“Food Perception Primes Hepatic ER Homeostasis via Melanocortin-Dependent Control of mTOR Activation”为题,发表在11月15日的《Cell》期刊上。
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▼https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.10.0157 Y- k/ f1 d! R
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●两类神经元调控●6 p0 j e$ n# B# p+ ^; O
" W5 b4 _7 n$ b# R) @, q在大脑中,丘脑区域的作用是负责调控饥饿感。目前已证实,其中的两类神经元在调控“饮食”上发挥着相反的作用:其中,AgRP神经元在“能量存储少” 的状况下活跃,从而刺激身体需要进食;POMC神经元会在吃饱的时候做出反应,向身体发出停止进食的信号。$ Z9 O0 M$ ^5 B: h! G6 E/ K6 _
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在以前,科学界的主流观点都普遍认为摄取食物会导致荷尔蒙反应,随后才出现神经反应的变化。“直到2015年,加州大学旧金山分校的科学家们发现,小鼠大脑的神经元几乎会在看到或者闻到食物的瞬间,改变激活状态。”来自德国Max Planck代谢研究所的内分泌学家和遗传学家Jens Brüning表示。
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9 P0 O( g& \) d& O, @, h●大脑、肝脏瞬时反应●
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- x# F& r0 h+ J U这项新研究由Jens Brüning领导,他们的团队发现,在动物看到或者感知到食物的时候,POMC神经元就会激活,同时AgRP神经元则会关闭,这一反应就好像已经吃到东西一样。这进一步证实了“神经元即时反应”的结论。
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不过,这一结论并不代表激素调控不重要。这个结论意味着,确实存在一个额外的快速反应层,其由对食物的感官知觉驱动。
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2 L0 j9 D* ^) p0 X4 ]那么,这些快速的神经反应是否会影响肝脏代谢?由此,Jens Brüning团队打算进一步研究,以期找到答案。他们将16个小时未进食的小鼠分成了三组:一组吃东西;一组看到或闻到食物;还有最后一组继续饿着,既看不到又闻不到食物。1 C# e9 v7 g! p7 d; V( q
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▼图片来源:Cell/ F% o9 y- [5 `2 p G3 {
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试验结果发现,除了继续饿着的小鼠,其他两组的小鼠肝脏都出现了快速的蛋白活动变化,从而令干细胞内质网结构发生改变。研究人员猜测,这可能是为了蛋白产生做准备。0 T, V5 ? ]2 s
- R' b# W/ }' l# G: ]: D% O此外,研究人员还发现这些变化依赖于大脑中POMC神经元的信号。当研究人员刻意刺激POMC神经元时,肝脏上的交感神经元会释放去甲肾上腺素(norepinephrine),进而引发基因转录、蛋白表达反应上调。3 [ L# ]/ Z% [
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总的来说,这项研究结果表明,当啮齿动物闻到或者看到食物,大脑的POMC神经元会向交感神经元反应,然后将信号传递给肝脏,让其做好“储存营养”的准备。
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