每逢佳节胖三斤,食物是如何让你上瘾的?
互联网变得越来越发达,信息技术变得越来越普遍,外卖兄弟变得越来越“勤劳”,胖家庭开始在人类中出现。他们不仅沉迷于各种御宅族文化,还难以抵挡各种美食和快乐水的诱惑。
众所周知,运动之所以能让人对运动“上瘾”,是因为运动刺激后,大脑产生一种叫做“内啡肽”的物质,它能刺激大脑产生快感,进而产生相应的成瘾表现。因此,人们越喜欢运动,他们就越沉迷于运动。
然而,与那些习惯运动的人相比,相反,许多人(尤其是胖人)似乎对各种各样的四川、山东、湖南、广东等美食上瘾。他们如何解释这一点?
研究人员此前已经观察到,人类大脑在饮酒和进食后也会产生快感。然而,如何实现从消化系统到大脑的神经反馈一直困扰着世界各地的研究人员,当然,这也困扰着成千上万家“假装减肥”的肥胖公司。
最近,西奈山医学院伊万·德·阿劳霍研究小组的研究人员揭示了从消化道到大脑的神奇神经回路,揭示了人类享受美食的秘密。最新的研究结果发表在*医学杂志《细胞》9月20日,标题是“肠道诱导奖励的中性回路”。
来源:细胞
果然,这个机制比人们预期的要复杂得多。在阐明这个稍微复杂的机制之前,让我们先了解一下相关的消化过程和神经调节机制。
单看消化系统,我们可以把我们的消化系统想象成一个非常长的“管子”。这根管子的不同位置负责不同的任务。“管”的上端主要由食道、胃和十二指肠组成。这一部分的功能是将我们吃的各种食物转化为我们身体可以吸收的小分子物质。下端主要是结肠和直肠。它们主要起吸收作用,将小分子物质吸收到体内(当然,读者很容易理解,这只是一个简单的解释)。
其中,整个“管”壁富含大量的交感神经、迷走神经和肠神经,用于调节整个消化和吸收过程。
在这些神经中,迷走神经尤为重要。它主要是将消化吸收过程中的“信息”在“管道”中传回大脑,然后通过反馈机制精确地调节这一过程。
在迷走神经中,也有一个主要的“总部”,收集下消化道系统并上传到大脑。这个总部被称为迷走神经神经节。以前的研究表明,这个“总部”的神经元可以控制和上传整个消化过程,那么哪个部分负责上传消化信息呢?
图1迷走神经结在消化吸收的整个调节过程中起着“连接纽带”的作用(来源:冰)
在这项研究中,为了找出迷走神经中的哪些神经元负责向大脑上传消化信息,伊万·德·阿劳霍的研究小组向小鼠的胃、十二指肠和结肠注射了腺病毒。这种病毒载体可以逆行到控制“消化信息”的“总部”。
简而言之,这种病毒载体退化的地方和它所走的路径是我们一直在寻找的消化-神经反馈路径。然而,为了使我们能够看到这些极其微小的病毒,科学家们还需要使用一种特殊的“染料”——AAV-迪奥-绿色荧光蛋白,这样我们就可以直观地观察这些神经反馈通路。
图伊万·德阿劳霍(资料来源:西奈山医学院)
通过这种方式,伊万·德·阿劳霍的研究小组已经确定了控制食物消化和吸收的大脑特定区域——位于孤束核的区域。
与此同时,研究小组惊讶地发现了两个非常有趣的现象:第一,上消化道的区域,如胃,位于孤束核中间的后面,与控制心脏和肺的区域完全隔离,这使得研究人员相信,进食后的快感是在特定的区域产生的。其次,研究人员发现支配胃等上消化道的迷走神经在孤束核的“连接区”有左右两部分——右消化中心主要分布在迷走神经的孤束核NTS,而左侧主要分布在后极区。
图|这两种技术混合在一起实现了消化道-神经反馈通路的可视化(来源:肠道诱导奖励的中性回路)
晚餐后的快乐是由哪个频道负责的?
为了找出这个问题,伊万·德·阿劳霍实际上把他的实验老鼠训练成了“老鼠精”。他们首先在通道右侧的神经传导路径上植入一个特殊装置,然后在老鼠笼子里安装一个开关来启动这个特殊装置。只要鼠标触摸开关,它就会激活右侧神经通路的特殊装置,观察当鼠标激活右侧传导通路时会发生什么样的反应。
结果,他们发现在老鼠发现触摸笼子里的开关可以让他们感觉“更好”之后,老鼠疯狂地触摸开关以获得更多的“快感”。
当研究人员将该装置植入左侧神经通路时,老鼠变得“好像什么都没发生过”这个奇妙的实验间接证明了控制近端消化道右侧的神经传导路径是产生快乐的根本途径!
图|“特殊装置”和鼠标“疯狂”实验(来源:内脏诱发奖励的中性电路)
饭后快乐的本质是激活身体的多巴胺系统。研究人员已经明确指出,胃肠食物的刺激通过右侧迷走神经传递到孤束核。一个简单的电信号如何激活大脑中的多巴胺系统?
接下来,研究人员进行了第三个实验。他们用疱疹病毒来识别右侧迷走神经-孤束核-臂旁核-黑质-纹状体,这是一种进食后的神经奖赏通路。
图|右侧迷路-孤束核-臂旁核-黑质-纹状体通路(来源:肠道诱导病房的神经回路)
整个机制有点复杂,所以让我们再整理一下。简而言之,当我们吃大量美味的食物时,肠道内的内分泌细胞会分泌大量的胆囊收缩素——一种非常重要的消化激素。在接受这种激素和食物本身的刺激后,肠壁的神经元发出电信号,沿着右侧迷走神经-孤束核-臂旁核-黑质-纹状体通路到达大脑内部,从而激活大脑中的多巴胺系统。这时,人类神圣的“餐后快乐”出现了!
更微妙的是,伊万·德·阿劳霍的研究小组还发现,在阻断右侧迷走神经以促进胆囊收缩素的分泌后,小鼠的食欲大大降低。因此,这项研究也给许多体重减轻的人带来了一线希望,因为研究人员可以根据这一途径开发出阻断药物,从而使“小贪吃猫”无法控制自己的嘴抵抗来自心脏的食物。
然而,这项研究仍有很大的局限性。也就是说,肠道对糖的吸收不受这一途径的调节,因此澄清吃糖带来的快乐来自哪里将是下一阶段的研究目标。