Cell综述:代谢控制中的脑肠轴
本文转载自“态昌基因”,己获授权。
文章开始之前小昌想做个小调查。
有没有人一到冬天就控制不住想吃东西?
有没有人吃饱了还能再塞一块提拉米苏?
有没有人觉得红烧肉就是比萝卜青菜好吃?
有没有人一无聊就想吃东西,一煲剧就想吃东西,一心情不好就想吃东西?
多图~高能预警!!!!
请感受来自世界深深的饿意
调查结束,也没啥特别的目的,这不快吃晚饭了嘛,就是想拉着大家陪我一起胖就是希望大家干吃不胖~~
小昌最懂你们惹~七情六欲中食欲最为凶残,来时如洪水猛兽,势不可挡。想吃东西不是你的错,长得胖也不是你的错,因为,在你肠道里还藏着另一个不受你控制的脑子。
解释这么有玄机的话当然要写篇高大上的文章装装13,同样,先划重点~
划重点(敲黑板)
1. 人类为什么会越来越胖?
2. 大脑对能量平衡的控制
3. 胃肠道对能量平衡的控制
4. 肠道微生物对肠脑轴信号和能量平衡的影响
5. 减肥手术后的肠道-大脑调节
1人类为什么会越来越胖?
不可否认,有可能命中注定你就比别人容易变胖(基因遗传因素)。但拥有肥胖基因也并不代表你这辈子都要陷入“胖子”的魔咒中不得翻身。
自然条件下,我们的肠道与大脑拥有着令人叹为观止的能量平衡调节机制,控制饮食摄入行为。当营养物质通过肠道时,肠道会产生生理信号和神经信号,与中枢神经系统进行交流。中枢神经系统会整合肠道及其它系统发出的信号(如压力、过往经历、自身脂肪储存等),控制和调节各器官的行为。
图片摘自“热心肠日报”
尽管我们的身体有着精确的控制能量摄入平衡的系统,在不到一个世纪的时间里,人类还是创造出了美味、易得和高热量的饮食环境,改写了上百万年进化出的能量平衡系统,抑制外周神经系统发出的满足信号和肥胖信号,使人类摄入过多的热量,导致体重急剧增加。食物导致前所未有的肥胖及相关代谢疾病共流行。
2大脑对能量平衡的控制
大脑主要通过调节进食行为对能量平衡进行控制。大脑接收各个器官发出的激素信号与神经信号,同时对这些信号进行整合后输出,调节摄食行为。这就跟开人大代表会一样。人大代表(信号)从各地来到人民大会堂(大脑),说出自己的想法,经过中央讨论决定(信息整合),做出统一规划,人大代表就可以各回各家,各找各妈了。
不过呢,这一个过程并不是由大脑一个区域所控制的,而是多个区域分工合作的结果。下丘脑外侧区(LHA),下丘脑腹内侧核(VMH)、下丘脑弓状核 (ARC)、后脑的后极区(AP)都参与了这一过程。
可以靶向调节大脑的信号有很多,如瘦素、胰淀素、胆囊收缩素(CCK)、酪酪肽(PYY)、饥饿素等激素,他们可以告诉大脑我们的身体是不是已经得到足够的营养物质,还需要不需要进食,需要吃多少。这其中最出名的就是“瘦素”。某宝一搜,各种打着“瘦素”名号的产品都出来了。
有些文案宣传小昌还是很服气的(亮点自寻)。但小昌不得不提醒大家,不要交智商税。
食物带来的愉悦感
这种愉悦感还用解释么。如果在你面前摆着两份午餐让你选择,你会选择哪个?
我想还是右图会比较有食欲吧。如果小昌跟你啰嗦,左图营养搭配更合理,低脂高蛋白,blablabla, 你会不会只用一句“吃不下去”就怼回去?
其实这很正常。在吃东西方面,大脑是一个很感性的器官。大脑对食物的选择常常会倾向于美味的而不是有营养的食物。“美味”“吃的开心”所带来的诱惑异常强大,人们宁愿摄入让他们感到不舒服(比如寒冷),却能产生愉悦感的食物,却不愿意摄入营养丰富,但却没有那么美味的食物。(大冬天吃冰淇淋的事儿干过没?吃火锅辣的一把鼻涕一把泪,还是不忍放下筷子的事情干过没?)大脑中存在的食物奖励效应会先于能量平衡效应对机体的摄食行为进行调节。一些内分泌调节因子,如瘦素、胰岛素,它们会先受多巴胺能神经元调节(即产生愉悦感),再受能量平衡系统的调节。所以,人们经常会沉浸于食物所带来的愉悦感而过多地摄入不必要的热量。
许多肥胖基因的过常表达也与干扰大脑摄食指令的蛋白及干扰中枢神经系统功能的蛋白有关。
图片摘自“热心肠日报”
3胃肠道对能量平衡的控制
胃肠道存着着多种调节能量平衡的机制。
首先,消化道中有大量的感受器,可以感受营养和激素信号因子。如肠内分泌细胞可以感受消化腔的状态和营养物质的多少,根据这些信息分泌激素或者其它效应因子(如促胰液素、GIP,GLP-1,CCK、饥饿素)对脑和其它器官进行反馈,调节进食行为。大脑也可以通过激素信号对胃肠道进行控制。
其次,胃肠道受神经系统的支配,调节对营养物质的吸收和转化。胃肠道的神经可以作为初级神经元传输兴奋给大脑,大脑也可以通过神经信号支配胃肠道能量摄入与输出的平衡。
“营养平衡”说起来简单,但是做起来真的有难度。
刚才说大脑是个很感性的器官,其实肠胃也是个很感性的器官。虽然营养物质可以使肠道感到“满足”,但有时候也可以促进食欲。(这就是为什么明明已经吃的很饱了,还可以再吃点饭后甜品)。甜品对食欲的促进作用与多巴胺有关。这种信号可以抑制口腔发出的任何抑制进食行为的信号。So, 一说到甜品,有些人就控几不住他记几。
虽然小昌是一名18岁少女,但还是要像你妈一样絮叨絮叨:少吃
章鱼小丸子炸臭豆腐上校鸡块烤面筋麻辣鸭脖酸辣粉鳕鱼盖浇饭手抓饼瘦肉丸布丁巧克力奶茶寿司森永水果糖不二家棒棒糖悠哈烤肉汉堡冰淇淋黑森林奶昔慕斯毛血旺鸡公煲串烧烤羊腿牛板筋糖醋花生驴打滚儿果脯绿豆糕夫妻肺片圆笼粉蒸肉麻辣猪肝掉渣饼东坡肉板栗烧鸡可乐鸡翅纸包酸奶冰棒芒果西米露肉末茄子软式法国面包猫舌饼可丽饼小泡芙刨冰通心面海绵蛋糕洋葱汤雀巢沙拉西冷牛排橄榄面包三明治汉堡炸鸡日本料理香蕉松饼椒盐土豆烤鸡翅泡菜巧克力软心布丁乳酪烤肉火锅蟹块章鱼小丸子烤土豆肉夹馍蜜糖莲藕炒面蛋炒饭炸年糕煎鱿鱼星巴克干锅饭酸辣粉牛肉米线孜然羊排糍粑双皮奶小蛋糕豆浆小笼包奶黄包鸡柳薯片鲜虾片海苔鱼趣臭豆腐麻圆凉皮水单饼披萨油条爆米花彩虹蛋糕马卡龙馄炖炸酱面土豆泥爆炸糖雪顶杯铁板茄子香辣脆骨甜筒蛋挞鸡肉卷糖葫芦奥利奥骨肉相连鸡米花上校鸡块可乐鸡翅荷兰豆番茄炒蛋好多鱼酸辣粉烤鸡翅烤三鲜煮馍蒸鸡蛋糕鱼香肉丝生煎包红莓蛋挞香芋紫米粥冬瓜烧虾仁炒面提拉米苏费列罗草莓圣代牛肉面肉夹馍炒肝麦乐鸡红烧排骨鸭脖土豆烧牛肉鱼丸炒拉条子大白兔奶糖驴肉火烧鸡米花酸菜鱼皮蛋瘦肉粥冰糖葫芦糖炒栗子豌豆黄
哈哈哈哈,人生是不是没有意义了
不开玩笑了,我们真的要少吃高糖高脂肪的食品 。 因为高脂饮食1周就可以改变肠道对营养物质的敏感性,但是想要逆转高脂饮食带来的危害,可能需要几周甚至更长。除此之外,高脂饮食引起的肥胖对后代的肠道功能也有影响,会导致后代更易患肥胖、糖尿病、脂肪肝。
4肠道微生物对肠脑轴信号和能量平衡的影响
艾玛,这篇综述可真长……讲了这么多,终于绕到菌宝儿上面来了。
肠道微生物在维持人体能量平衡方面发挥着重要的作用。它们不仅影响着肠道对营养物质的敏感性与吸收度,还影响肠脑交流。
当肠道菌群失调时(比如高脂饮食诱导),肠道微生物唤起你对美食的无限渴望。比如,肠道菌群会产生乙酸,刺激副交感神经系统和胃饥饿素的分泌,从而导致摄食过量。
当肠道菌群处于健康状态时,菌群会产生抑制食欲的激素,如GLP-1和PYY,对食欲有控制作用。肠道菌群还可以调节胆汁酸代谢信号,使人们更聪明地去选择食物,达到营养平衡。
5减肥手术后的肠道-大脑调节
减肥手术可以有效治疗肥胖及肥胖所引起的代谢性疾病。现在,人们对减肥手术效果相关分子机制也有了新见解。Roux-enY 胃旁路术(RYGB)使胃囊的容量减小,十二指肠的吸收能力降低,从而控制热量摄入。除此之外,减肥手术可以改变肠道发出的与脑和其它器官的交流信号,通过代谢方面的影响从而降低体重。比如,减肥手术可以调节胆汁酸代谢途径,控制能量平衡的分子信号通路。
图片摘自“热心肠日报”
鉴于科学家对肠脑对话的不断理解,治疗代谢性疾病有了新思路。或许可以乐观地认为:模拟、增强和/或调节肠-脑信号的精准新药会在阻止肥胖和2型糖尿病流行中具有前所未有的潜力。比如,之后的治疗中,我们可以模拟减肥手术后所引起的反应,如内分泌的变化、胆汁酸代谢的变化进行药物治疗,也可以使用瘦素增敏剂、或者神经性食欲抑制剂进行肥胖治疗。
图片摘自“热心肠日报”
不过,能量代谢过程真的是一个很复杂的过程,存在着种种的调节机制,受到生活习惯、情绪、经历等各方面的影响。有些人明明吃的已经很少了,可是还是很胖,这种事情也是存在的。体重降低之后,怎样有效地保持防止反弹也是一个值得探索的问题。
所以,祖国的花朵们,加油吧,代谢控制这条路任重而道远,你们逃不掉的。
参考文献:
Clemmensen C, Müller T D, Woods S C, et al. Gut-Brain Cross-Talk in Metabolic Control[J]. Cell, 2017, 168(5):758.
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