吞下美味食物後大腦會釋放出令人感覺良好的血清素
近年來,科學家們對腸道與大腦之間的重要連結有了很多了解。進食尤其有趣,因為它涉及神經系統與環境信號(如食物的氣味)以及生理和新陳代謝信號的相互作用。研究人員在腸道和大腦之間發現了一種令人著迷的新連結:吞嚥有營養的食物會釋放出令人感覺良好的化學物質血清素。這項發現為開發飲食失調症的新療法打開了大門。
德國波昂大學和英國劍橋大學的研究人員最近進行了一項研究,目的是更好地了解食道和大腦在進食過程中是如何联系在一起的,更具體地說,就是在吞嚥食物時這兩個器官之間發生了什麼事。
該研究的通訊作者、波昂大學生命與醫學科學研究所(LIMES)的邁克爾-潘克拉茨(Michael Pankratz)說:”我們希望詳細了解消化系統在進食時是如何與大腦溝通的。為了做到這一點,我們必須了解哪些神經元參與了訊息流以及它們是如何被觸發的。
研究人員沒有檢查人腦中的一千多億個神經元,而是選擇了相對來說沒有那麼擁擠的果蠅幼蟲,因為它的體內大約有1萬到1.5萬個神經元。他們將整隻幼蟲切成數以千計的薄片,然後用電子顯微鏡對這些薄片進行掃描。掃描結果被用來重建幼蟲胃腸道神經系統與大腦之間連接的神經的所有神經元和目標器官。
“我們使用高性能電腦根據這些照片創建了三維圖像,”Pankratz 說道,”這個過程使研究人員能夠看到所有神經細胞是如何相互連接、突觸與突觸之間是如何連接的。”
他們在幼蟲的食道中發現了一種”拉伸受體”,這種受體與大腦中六個產生血清素的神經元相連。血清素是一種化學信使,除其他生物功能外,它還能控制情緒,讓人產生興奮感。因此,它有時被稱為”感覺良好的化學物質”。然而,研究人員發現,這些血清素神經元對食物的反應方式非常有趣。
“它們能檢測到是否是食物,還能評估食物的質量,”同在LIMES 研究所工作的Andreas Schoofs 說,他也是這項研究的第一作者。 “它們只有在檢測到優質食物時才會產生血清素,這反過來又會確保幼蟲繼續進食。”
現在,研究人員所說的”優質食物”是指有營養價值的食物,而不是指美食,這表明神經元對吞下的食物進行了某種品質控制。有營養的食物被大腦視為一種獎勵,使神經元釋放血清素,使幼蟲感覺良好並繼續進食。鑑於這是一種對生存至關重要的機制,研究人員認為人類很可能也存在這種機制。
研究人員說:”儘管與蒼蠅相比,血清素在細胞類型數量上存在差異,但如果血清素也能監測哺乳動物完成吞嚥或其他生命活動等具有生物意義的動作,那將會非常有趣。”
如果食道-大腦迴路確實存在於人類體內,那麼它可能是治療厭食症或暴食症等飲食失調症的一種方法。不過,這還遙遙無期。
潘克拉茨說:”現階段我們對人類控制電路的實際工作原理了解得還不夠。在這一領域還需要多年的研究。”
這項研究發表在《當代生物學》雜誌。