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在生活節(jié)奏迅速加快的時(shí)代，高糖與高脂肪的食物往往成為人們的心頭好，即使在減肥的朋友，多半依然控制不住對熱量的渴望。研究發(fā)現(xiàn)，在多個(gè)國家，高糖和高脂肪加工食品的消費(fèi)都出現(xiàn)了災(zāi)難性的增長，這些飲食攝入的變化與營養(yǎng)不良的增加有關(guān)，包括代謝紊亂與營養(yǎng)過剩。

2022年9月7日哥倫比亞大學(xué)的Charles S. Zuker教授團(tuán)隊(duì)在Nature發(fā)表一篇研究性文章，揭示了對高脂食物的偏好是因?yàn)槟c道-大腦軸的存在，通過了解這種生物機(jī)制，干擾腸道到大腦的通路，將使人為干預(yù)暴飲暴食以及對抗肥胖、糖尿病和心血管疾病等成為可能。

糖和脂肪是必不可少的營養(yǎng)物質(zhì)，動物進(jìn)化出了38種味覺信號通路以檢測和反應(yīng)甜味和脂肪的刺激。最近已經(jīng)證實(shí)，對糖的偏好是由腸腦軸介導(dǎo)的，與味覺系統(tǒng)無關(guān)。那么，對脂肪的偏好是否也是同樣呢？

對脂肪的直接吸引依賴于味覺受體細(xì)胞中表達(dá)的TRPM5通道，但是如果脂肪偏好的發(fā)展不是味覺誘發(fā)的，而是通過攝入后介導(dǎo)的，那就應(yīng)該獨(dú)立于TRPM5功能。正如預(yù)測的那樣，TRPM5敲除的動物仍然能夠發(fā)展出對脂肪的行為偏好。通過行為監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的推移，小鼠的飲食偏好從人工甜味劑逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹?，對脂肪的感知會引起?qiáng)烈的食欲和感到滿足的反應(yīng)。

那么，脂肪是如何激活大腦回路的呢？首先，研究人員利用單細(xì)胞數(shù)據(jù)和動物實(shí)驗(yàn)，確定了脂肪激活迷走神經(jīng)神經(jīng)元，將脂肪信號從腸道傳遞給腦干中孤束尾核（cNST）的神經(jīng)元。將Fos作為神經(jīng)活動的信號，脂肪誘發(fā)了cNST的強(qiáng)烈雙側(cè)激活，cNST作為一個(gè)內(nèi)感受信號的連接點(diǎn)，將腸腦軸的信息傳遞到大腦，并且實(shí)驗(yàn)證實(shí)當(dāng)這種腸道到大腦通路的基因沉默時(shí)消除了脂肪偏好的發(fā)展。

另外，通過比較驅(qū)動腸道與大腦之間對脂肪和糖偏好的通路，研究人員發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)平行的系統(tǒng)，一個(gè)是基本營養(yǎng)素的通用傳感器，它對糖、脂肪和氨基酸的腸道刺激產(chǎn)生反應(yīng)，而另一個(gè)僅由脂肪刺激激活。

那么腸道要怎么把這些營養(yǎng)信號傳遞給迷走神經(jīng)呢？實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，阻斷CCK（縮膽囊素）信號可以消除迷走神經(jīng)糖/脂肪神經(jīng)元的所有反應(yīng)，也就是說，CCK是介導(dǎo)腸腦軸營養(yǎng)傳感的遞質(zhì)。此外，通過使用單細(xì)胞RNA-seq圖譜和CRISPR/Cas9系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，表達(dá)Trpa1（瞬時(shí)受體電位定位蛋白1）的迷走神經(jīng)簇對脂肪的腸道傳遞有選擇性的反應(yīng)。

飲食中的脂肪，一旦攝入和消化，就被認(rèn)為被許多假定的腸道受體所感知，包括脂肪酸轉(zhuǎn)位酶CD36和G蛋白偶聯(lián)受體GPR40和GPR120，這些受體中的一個(gè)或多個(gè)可能被用于通過腸道-大腦軸傳遞脂肪偏好。使用CRISPR-Cas9進(jìn)行所有可能的組合的敲除，發(fā)現(xiàn)GPR40和GPR120是腸道脂肪信號傳遞給迷走神經(jīng)的必要介質(zhì)。而在GPR40/GPR120 突變體中，對脂肪刺激的先天反應(yīng)不受影響，說明了味覺和腸道-大腦通路之間的根本差異。

基于以上研究，研究人員表明在攝入后的四個(gè)階段中的任一階段，對糖和脂肪到大腦信號進(jìn)行遺傳或藥理封鎖，可以抑制營養(yǎng)偏好的發(fā)展，有助于解決人類的健康危機(jī)，具體如下：

(1)通過阻止糖或脂肪與相應(yīng)的腸道受體結(jié)合；

(2)通過阻止激活的腸道細(xì)胞向迷走神經(jīng)細(xì)胞發(fā)送信號；

(3)通過沉默糖或脂肪激活的迷走神經(jīng)元，并阻止它們的信號傳遞到大腦；

(4)通過阻止接收腸道-大腦信號的cNST神經(jīng)元向大腦其他部分傳播腸道糖或脂肪的存在。

簡而言之，這篇文章闡明了“喜歡”和“想要”之間的根本區(qū)別，并提出改變大腦對營養(yǎng)偏好的新策略。喜歡甜食和脂肪是食欲刺激的天生吸引力，是味覺系統(tǒng)激活的結(jié)果。另一方面，偏好糖和脂肪，是腸道-大腦軸調(diào)節(jié)的結(jié)果。