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揭示腸道神經(jīng)元與大腦交流溝通從而控制機(jī)體口渴的分子機(jī)制！
點(diǎn)擊次數(shù)：1198 發(fā)布時(shí)間：2022-2-21
鍛煉后喝一杯水往往能幫助我們解渴，然而，雖然口渴的感覺會在喝水解渴后的幾分鐘內(nèi)得到滿足，但機(jī)體補(bǔ)水的過程實(shí)際上需要半個(gè)小時(shí)，這種延遲的出現(xiàn)是因?yàn)榇竽X接收到信號認(rèn)為在機(jī)體*補(bǔ)水之前就喝了水，而這是基于對腸道內(nèi)滲透壓水平的檢測和分析，滲透壓代表著液體中溶解物質(zhì)的濃度，包括鈉和葡萄糖。
迷走神經(jīng)會對內(nèi)臟滲透壓的變化產(chǎn)生反應(yīng)。
長期以來，研究人員一直致力于研究調(diào)節(jié)機(jī)體口渴的腸腦滲透壓信號，如今研究人員發(fā)現(xiàn)了介導(dǎo)這一過程的主要感覺通路。當(dāng)機(jī)體處于脫水狀態(tài)時(shí)血液中的滲透壓就會升高，從而就會引發(fā)口渴的感覺；然而，由于我們感覺到口渴和機(jī)體*補(bǔ)水之間存在一定的時(shí)間延遲，因此腸道必須在血液發(fā)生滲透壓改變之前就感知到這些變化，而且必須將這種信息傳遞到大腦中。
一旦攝入了食物和水，營養(yǎng)物質(zhì)就會通過稱之為門靜脈的專門血管叢腸道被吸收到肝臟中，在這一吸收事件中，滲透壓信號也會被腸道中的感覺神經(jīng)元檢測到，研究人員揭示了腸道如何將這一信息傳遞給大腦從而指示口渴和飽腹感。從腸道到大腦主要存在兩條主要的感覺途徑，即脊柱（背根神經(jīng)節(jié)或DRG）和迷走神經(jīng)通路，這篇研究中，研究者Ichiki利用遺傳工程化修飾的小鼠來觀察這兩條通路的神經(jīng)激活模式，隨后她們系統(tǒng)性地監(jiān)測了DRG和迷走神經(jīng)元對注入到小鼠腸道中的水分、鹽分和糖類所產(chǎn)生的反應(yīng)，并模擬了正常的營養(yǎng)攝入過程；結(jié)果發(fā)現(xiàn)，迷走神經(jīng)元（并不是脊髓神經(jīng)元）或會在腸道滲透壓改變時(shí)被強(qiáng)烈激活，實(shí)際上，不同的神經(jīng)元亞群會被激活從而對不同的液體產(chǎn)生反應(yīng)。下一個(gè)問題就是，腸道中的哪個(gè)部分會向大腦發(fā)送滲透壓信息？隨后研究人員分析了肝門管區(qū)(HPA，hepatic portal area)，其是一條貫穿于腸道的主要血管，主要負(fù)責(zé)腸道吸收大部分營養(yǎng)物質(zhì)并將其轉(zhuǎn)運(yùn)到肝臟中，研究者發(fā)現(xiàn)，支配HPA的特定迷走神經(jīng)元確實(shí)需要攜帶滲透壓信號，而切斷通往HPA的特定迷走神經(jīng)元分支后就會消除迷走神經(jīng)元對滲透壓變化反應(yīng)的能力。
研究人員進(jìn)一步調(diào)查了是否迷走神經(jīng)會直接或間接感知腸道中的滲透壓改變，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，為了對腸道中的滲透壓改變做出反應(yīng)，一種名為血管活性腸肽(VIP，vasoactive intestinal peptide)的特殊肽類或許會被分泌到門靜脈中，這反過來又會激活HPA區(qū)域中的迷走神經(jīng)，從而就解釋了腸道如何將物理性的滲透壓改變轉(zhuǎn)化為能編碼滲透壓改變的激素信號。研究者Oka說道，我們發(fā)現(xiàn)了這種名為HPA-大腦軸通路的開端，而后期還需要確定所有的連接和分子機(jī)制細(xì)節(jié)信息。
未來研究中，研究人員將會分析機(jī)體中迷走神經(jīng)元和已知控制口渴的大腦區(qū)域之間的關(guān)系，此前研究中，研究者Oka在大腦穹窿下器（SFO）區(qū)域識別出了所謂的口渴神經(jīng)元。當(dāng)動物口渴時(shí)，這些神經(jīng)元就會高度活躍，而喝水能夠快速使其平靜下來；但SFO口渴神經(jīng)元并不直接與任何腸道神經(jīng)元相連接，因此研究人員的目的在于闡明滲透壓的改變?nèi)绾闻cSFO口渴神經(jīng)元之間進(jìn)行交流溝通。
研究者Karen David說道，對于神經(jīng)系統(tǒng)如何控制機(jī)體的基本功能，比如口渴和飽腹感，我們?nèi)匀挥泻芏嘈枰芯康牡胤?；本文研究揭示了由腦計(jì)劃（BRAIN Initiative）所支持的方法被用來揭示大腦回路如何處理這種重要的感覺信息的重要性。綜上，本文研究結(jié)果表明，研究人員揭示了內(nèi)臟低滲透壓或許能作為一種重要的迷走神經(jīng)感覺方式，以及腸道的滲透壓改變或許會被轉(zhuǎn)化成為激素信號來通過HPA通路調(diào)節(jié)口渴的回路活性