食物有多好吃 关于大脑如何调节进食行为的新见解

知道什么时候该吃饭了，什么时候该停止进食，对于生存和保持健康很重要，对人类和动物来说都是如此。马克斯普朗克生物智能研究所的研究人员研究了大脑如何调节小鼠的摄食行为。研究小组发现，激素ghrelin激活称为杏仁核的大脑区域中的特殊神经细胞。在这里，生长素释放肽和特殊神经元之间的相互作用促进了食物消费，并传达了饥饿感以及与饮食相关的愉快和有益的感觉。

这项工作发表在《科学进展》上。

饥饿是一种强大的感觉，具有重要的生物学基础。它向身体发出寻找食物的信号，这是防止饥饿和确保生存的关键行为。当我们饿了，我们渴望食物——当我们终于可以吃东西时，我们的身体会给我们带来愉快的感觉和普遍的幸福状态。

大脑回路和信号通路的网络协调人类和动物的进食行为，并引发相关的感觉。该网络中的核心参与者之一是激素生长素释放肽。它在人和动物饥饿或禁食时由胃细胞释放，并促进进食行为。

马克斯普朗克生物智能研究所的Rüdiger Klein系研究了小鼠摄食行为背后的大脑网络。为此，研究人员对称为中央杏仁核的大脑区域中的不同细胞类型进行了彻底的分析。

“以前，杏仁核主要是在恐惧和奖励等感觉的背景下研究的，而喂养的调节被认为发生在大脑的不同部位，如下丘脑，”该部门的博士后研究员克里斯蒂安彼得斯说。

九个细胞簇

彼得斯和他的同事们分析了中央杏仁核中的单个细胞，研究信使RNA分子 - 细胞基因的工作副本。分析显示，这些细胞被组织成九个不同的细胞簇。其中一些簇促进食欲，而另一些则抑制食欲，当小鼠喂食或禁食时，它们会调整信使RNA的产生。

“我们现在对细胞类型的多样性和促进中央杏仁核喂养的生理过程有了更好的了解，”Rüdiger Klein说。“我们的研究首次发现'饥饿激素'生长素释放肽也作用于中央杏仁核的细胞。在那里，它激活一小部分细胞簇，共同标记蛋白质Htr2a的存在，以增加喂养。

生长素释放肽的多种功能

科学家们发现，Htr2a神经元在禁食过夜后或在激素ghrelin刺激时变得活跃。当研究人员向小鼠展示食物时，细胞也会做出反应。

“我们认为生长素释放肽具有多种功能，”克里斯蒂安·彼得斯解释说。“当老鼠饿了，生长素释放肽会激活食欲的大脑区域，使动物容易进食。此外，这种激素增强了大脑回路中的活动，如杏仁核，从而给予奖励，这可能是吃额外食物的动力。通过这种方式，生长素释放肽与小鼠目前的饱腹感成正比地增加食物的适口性。

在动物非常饥饿的禁食饮食后，不需要Htr2a神经元的活动来开始进食，大概是因为在这些条件下食物的美味度不太重要。“其他大脑回路，例如调节身体新陈代谢的下丘脑，接管并向小鼠发出信号，表明为了生存而进食很重要，”克里斯蒂安彼得斯说。

感到饥饿或饱腹感对身体和情绪健康都有深远的影响，因为可能每个人都知道与吃美味食物相关的乐趣。“传达这些感觉的神经元网络显然与控制饮食的神经元网络有关，但尚未完全了解它们究竟是如何相互影响的，”Rüdiger Klein说。

“如果我们弄清楚这些联系，我们将更好地了解与病理性饮食行为有关的神经元过程，例如暴饮暴食，”克里斯蒂安彼得斯总结道。“有许多生物因素导致了如此复杂的行为，我们必须研究生理过程才能理解这些因素。

最终，这些知识可能会导致缓解饮食失调的新治疗方法。目前，这项研究为进一步的研究奠定了基础，以调查特定神经元群体如何参与控制进食的神经元回路。它还为理解大脑如何协调行为的难题增加了另一个重要部分。