我们知道我们完全是因为肠道的拉伸传感器告诉我们,让

通过 尼古拉斯·魏勒

我们通常认为一个满肚子就是告诉我们要停止食用,但它可能是一个拉伸肠起着使我们感到心满意足更大的作用,根据太阳2首页的神经科学家领导的新的实验室研究 扎卡里骑士博士。 

扎卡里骑士,博士和实验室成员发现,肠道拉伸传感器有责任使我们感到满足。

你可能不相信,尤其是标题进入假期,但你的身体是非常善于保持,从长远来看,它确实通过平衡你有多少用多少能源消耗,每天吃一个极狭窄的范围内,你的体重。

神经末梢衬你的肠道的广泛网络在控制你通过监测胃和小肠的内容吃了多少,然后将信号发送回的大脑,提高或降低你的食欲有重要作用。大多数科学家认为,这种反馈涉及追踪你消耗的营养物质,并计算当你有足够的胃肠激素敏感的神经末梢,但至今还没找到了确切类型传达这些信号给大脑的神经元。

“如何给中央的饮食对我们的生活,值得注意的是,我们还是不明白,我们的身体是怎么知道要停止被饿的时候,我们吃的食物,说:”骑士,霍华德休斯医学研究所的研究员和副教授的部门生理学太阳2首页。

来回答这个问题的挑战之一是,数千名参与从胃收集感官信息感觉神经和小肠有许多不同的类型,但它们都发送报文通过相同的巨型包,这就是所谓回大脑迷走神经。科学家可以阻止或刺激这一神经束和改变动物的胃口的活动,但如何找出哪些特别迷走神经末梢负责的变化?

要解决这个谜,骑士实验室团队,由博士后研究员领导 白灵博士,全面映射迷走神经的感觉神经元神经支配胃和肠的分子和解剖身份。这个新的地图,公布十一月14,2019年,在 细胞,使得研究人员能够选择性地刺激不同类型的迷走神经元的小鼠,揭示了肠拉伸传感器唯一能够从想吃停止甚至饥饿的小鼠。

肠神经系统的地图显示令人惊讶的洞察力

Science image of stomach stretch sensor.
胃拉伸敏感igle神经元有肌肉的围绕胃和肠以及感物理拉伸肠道的各层神经末梢。刺激这些神经元构成的动物停止进食。 信用:骑士实验室/太阳2首页。

科学家们先前分类肠道感觉神经元基于其神经末梢的解剖三种类型:粘膜末稍有神经末梢该行的肠道的内层和检测反映营养吸收激素; igles(intraganglionic层状阵列)在肌肉的围绕胃和肠以及感物理拉伸肠道的各层神经末梢;和IMAS(肌内阵列),其功能仍未知,但也可以感测拉伸。

“迷走神经的主要神经通路,从肠道大脑传输信息,但正在发送这些信号仍然是特定神经元的身份和功能知之甚少,”白说。 “我们决定利用现代基因技术,系统地表征细胞类型的弥补这一途径的第一次。” 

使用这些技术,白和他的同事发现,粘膜的结局实际上有许多不同的品种 - 其中四个的研究人员进行了详细研究。其中的一些主要发现在胃和其他主要在肠的不同部分,其中每个类型的专门的,以感测营养素相关激素的特定组合。拉伸敏感igles也进来了至少两种不同类型,研究人员发现,一个主要在胃和其他主要在肠道内。

学习如何在肠道中控制食欲的这些不同的神经类型,白和她的团队使用了一种叫做光遗传学技术,它涉及基因工程神经元的特定群体的方式,使他们通过光选择性地刺激 - 在这种情况下,以测试他们的能力使饥饿的老鼠停止进食。

研究人员预计,刺激igle神经元感觉肚子拉伸会使动物停止进食,这是他们发现了什么。但是,当他们把目光转向刺激不同类型的已被假设为控制食欲的激素肠感应粘膜的结局,他们发现,这些都不能够影响动物的饲养的。相反,研究人员吃惊的是,他们发现,在肠道刺激igle牵张感受器证明在消除饥饿小鼠的胃口,甚至比胃牵张感受器功能更加强大。 

“这是相当意外,因为在该领域的教条,几十年来一直是胃牵张感受器感觉到被吃掉的食物的体积和肠道激素受体感受到它的能量含量,”白说。 

这些结果提出有关如何将这些感受器被饲养在正常激活,以及他们如何可能被操纵,以治疗肥胖的重要问题。调查结果还表明为什么减肥手术的一个可能的解释 - 通过减少肠道的大小进行治疗极度肥胖 - 是如此,在促进长期食欲,减轻体重神秘有效。

研究人员一直怀疑有一段时间是一个原因,这个手术是在阻止饥饿如此令人惊讶的有效的是,它使食物从胃进入肠道后迅速通过,但其机制一直默默无闻。这些新的发现暗示答案:即迅速进入食品拉伸肠,从而激活迷走神经拉伸传感器和有力地阻断喂养。

“标识通过减肥手术会导致体重下降的机制是在代谢性疾病的研究中最大的悬而未决的问题之一,所以这是令人兴奋的,我们的工作可以建议在此过程中一个全新的机制,”奈特说。 “目前,然而,这种想法是,仍然需要进行测试的假设。”

加入饥饿的新科学,口渴

骑士,的一个构件 太阳2首页威尔建立对神经科学为根本,太阳2首页神经科学研究所科维理,研究了大脑如何感知身体的需求,然后生成特定的行为来恢复生理平衡 - 有时令人惊讶的方式。在刚刚过去的几年里,他的实验室已经颠覆饥渴的长期持有的教科书理论。

我们原本认为,例如,大脑中的神经元MOTIVATE进食和反应,人体内部的养分和水分平衡饮用。但骑士队,通过精确记录小鼠的特定神经元的活动,发现饥饿的神经元关,一旦动物看到或气味的食物,似乎预见到食物的摄入。同样,口渴的神经元在水中的第一口味关闭,长期在人体内的体液平衡的任何改变之前。骑士队还确定了温暖感觉神经元是控制体温,包括动物的反应热。最近,他的实验室已经将注意力转向肠道,探讨如何营养物质,盐和舒展在胃和小肠的影响神经元控制进食和饮水。 

“我们喜欢使用无偏作为体内成像,因为它们自然地运作,以观察这些系统的方法,例如”。 Knight说。 “这创造了机缘巧合的机会,使我们能够发现‘未知的未知’ - 的事情,我们不知道我们应该寻找的。”

作者: 在研究额外的作者是sheyda mesgarzadeh,埃里卡湖休伊,林赛一个。灰色,塔拉Ĵ。艾特肯,亦名陈丽莎河博伊特勒和杰米秒。安UCSF的; KARTHIK秒。拉梅什HHMI的;琳达madisen和马鸿逵曾,艾伦研究所在西雅图脑科学的;和银柳和标记的。 KRASNOW斯坦福大学。

资金: 白由简棺材孩子的纪念基金的支持。骑士是霍华德·休斯医学研究所的研究员,并在纽约干细胞基金会,美国糖尿病协会,丽塔·艾伦基础,麦克奈特基金会,阿尔弗雷德页。斯隆基金会,大脑和行为研究的基础上,该帖一。和约瑟夫klingenstein的基础上,寻求突破生物医学研究,太阳2首页糖尿病中心,太阳2首页营养肥胖研究中心的太阳2首页的程序。这项工作也是由美国国立卫生研究院新的创新者奖(DP2-dk109533)的支持,和NIH奖项R01-dk106399和R01-ns094781。

信息披露: 作者宣称没有利益争夺

美国太阳2首页(UCSF)是专注于健康科学,致力于通过先进的生物医学研究,在生命科学和健康专业的研究生层次教育和卓越的病人护理促进健康全世界。 UCSF医疗,其用作UCSF的主要学术医疗中心,包括 世界排名第一的专业医院 和其他临床方案,并在整个海湾地区的隶属关系。 

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