十月2,2018

肠道直接与大脑沟通

乍看上去

  • 在小鼠研究中,研究人员发现了肠道和大脑之间的直接神经联系,可以在几分之一秒内交换信息。
  • 这些发现挑战了有关这些器官如何交流的传统观念,可能会导致人们更好地了解食欲和肠道健康。
培养中的神经元和肠内分泌细胞 绿色标签显示,在实验室培养中,神经元直接与肠内分泌细胞(红色)相连。Bohórquez实验室,科学

早就知道肠道会与大脑进行交流。胃和肠可以发送有关饥饿或饱食或危险微生物的信息。但是,科学家认为这种交流仅通过释放到血液中的激素发生。荷尔蒙运动相对缓慢,需要几分钟或更长时间才能达到目标。

科学家最近想知道,肠道和大脑之间是否存在更多直接的联系。几年前,由杜克大学的迭戈·博霍克斯博士领导的研究人员在一种罕见的肠道细胞中发现了突触。突触是神经元(神经细胞)之间的连接,其通过称为神经递质的化学信使。

Bohórquez和他的同事们希望更好地了解肠道中的这些突触在做什么。他们用老鼠研究了信息如何从这些称为肠内分泌细胞的肠道细胞转移到大脑。这项研究部分由美国国立卫生研究院糖尿病与消化与肾脏疾病研究所(NIDDK)和主任办公室(OD)资助。结果于2018年9月21日发布于 科学.

该团队首先使用标记的狂犬病病毒来追踪与小鼠肠内分泌细胞相关的神经回路。 (狂犬病通常通过突触在人体的神经元中传播。)他们发现,该病毒可以从肠道的肠内分泌细胞直接传播到迷走神经的神经元,迷走神经从大脑一直延伸到肠道。

接下来,研究人员在与肠内分泌细胞一起培养迷走神经元。在细胞类型之间形成突触,并添加糖导致神经元像在传达信息时那样触发。当仅向迷走神经元中添加糖时,没有看到这种交流,这表明该信息起源于肠内分泌细胞。肠细胞和迷走神经元之间的通讯速度在60到800毫秒之间。

在小鼠的后续实验中,研究人员表明肠内分泌细胞可以检测到肠道中糖的存在,并将信号在几毫秒内传递到迷走神经元。进一步的研究表明,化学谷氨酸是将感觉信息从肠道传递到大脑的神经递质。

“科学家们在几分钟到几小时内谈论食欲。在这里,我们谈论的是秒。”Bohórquez说。 “这对我们对食欲的理解具有深远的意义。”研究人员计划进行进一步的实验,以了解该系统如何传输有关食物营养和热量的特定信息。

—莎朗·雷诺兹(Sharon Reynolds)

相关链接

参考文献: 肠脑神经回路,用于营养物感官转导。 Kaelberer MM,Buchanan KL,Klein ME,Barth BB,Montoya MM,Shen X,BohórquezDV。 科学。 2018年9月21日; 361(6408)。 pii:eaat5236。 doi:10.1126 / science.aat5236。 PMID:30237325。

资金: 美国国立卫生研究院糖尿病与消化及肾脏疾病研究所(NIDDK)和主任办公室(OD);美国胃肠病学协会/爱思唯尔;北卡罗来纳大学/胃肠道生物学和疾病中心(CGIBD);国防高级研究计划局;哈特威尔基金会;达娜基金会;草基金会;和霍华德·休斯医学研究所。