科学家深入研究饥饿和吃的脑

突触可塑性 - 大脑神经元之间突触连接改变和修改随着时间的改变的能力 - 已被证明是记忆形成的关键和新的学习行为的收购。现在研究由Beth以色列专科医疗中心（BIDMC）的科学团队领导，揭示了控制饥饿和饮食行为的神经电路也受到可塑性的控制。

2012年2月9日刊登了期刊神经元结果表明，在禁食期间，驱动喂养行为的Agrp神经元实际上经历了导致它们变得更加活跃的解剖变化，这导致他们的“学习”更响应饥饿的神经刺激。

“塑性的作用通常在控制饲养行为和这种新发现中的神经元电路中仍未得到评估我们可以开始解开基本机制的基本机制饥饿并更好地了解影响体重增加和肥胖的因素，”资深作者布拉德福德·洛厄尔(Bradford Lowell)解释道，他是BIDMC内分泌学、糖尿病和新陈代谢部门的一名调查员，也是哈佛医学院(HMS)的医学教授。

神经克利福德Saper博士再添Israel Deaconess医学中心主席，“对于大多数的动物，找到足够的食物来生存是他们最大的日常挑战，所以大脑的摄食驱动增加可能是适应性的。但是，对于人类谁是超重，减少这种驾驶到AGRP神经元可能被证明是未来减肥治疗的途径。“

饥饿，饮食和重量的根源是基于大脑的复杂和快速的灭火器。多年来，含有刺粮相关肽（AGRP）蛋白和POMC）蛋白（POMC）蛋白的神经细胞已成为喂养行为中的关键参与者。位于下丘脑中，是脑控制自动体功能的区域，Agrp神经元已被证明可以驱动进食和体重增加，而POMC神经元抑制喂养行为，导致饱腹感和减肥。

洛厄尔实验室和其他研究人员之前的工作已经证明，当老鼠体内的AgRP神经元被人为激活时，它们会狼吞虎咽地吃东西，消耗量是对照组动物的四倍。洛厄尔解释说:“‘接通’的动物会毫不放松地寻找食物，当任务是获取食物时，它们会付出五倍的努力来获得食物。”

鉴于AGRP神经元扮演的重要作用，科学家们对理解规范活动的因素有益。虽然很多焦点以激素为中心，包括瘦素，胰岛素和Ghrelin，作为直接影响神经元活动的可能机制，洛厄团队假设其他神经细胞可能落后于监管后。

神经元通过神经递质相互交流，神经递质是一种穿越突触的化学信使，突触是上下游神经元之间的特殊连接。谷氨酸就是一种兴奋性神经递质。

“脑的其他地区的研究[例如那些控制学习和奖励和成瘾行为]表明谷氨酸突触是高度塑料，在它们的力量中改变，有时即使在他们的数量中，”洛厄尔解释道。显示出强大控制对行为的强大，当谷氨酸在下游神经元上与NMDA受体结合时，突触可塑性带来了突触可塑性。

“NMDA受体是不寻常的，而且真的很有趣，”他补充说。“当谷氨酸被上游神经元释放并与NMDA受体结合时，钙进入下游神经元。这反过来又涉及信号转导途径，导致突触可塑性。在大脑的其他部分，如海马体，NMDA受体驱动可塑性，用于编码记忆。”

由Co-First作者Tiemin Liu，Phd，Dong Kong，博士，Bhavik P. Shah，Phd和Chianping Ye，Phd，博士学位创造和研究了遗传设计的小鼠在Agrp神经元上缺少谷氨酸结合NMDA受体。为了比较，它们还将遗传工程化的小鼠缺乏斑块在POMC神经元上的NMDA受体。

他们发现，虽然缺乏对穴位神经元的NMDA受体的小鼠没有饲养行为的变化，但在缺乏AGRP神经元的核毒素受体的小鼠中，情况显着差异。

“这些小鼠比一组对照小鼠更少吃了很多，并且呈现得多，”洛厄尔解释道。此外，科学家发现，24小时的禁食时间 - 导致对照小鼠的激烈饥饿 - 与Agrp神经元的树突刺的数量增加有关。

“树突棘是附着在神经元树突上的微小结构，树突是接收上游神经元传入信号的树状分支，”Lowell解释说。“这些结构是物理位置，亚细胞通信枢纽，从上游谷氨酸释放神经元接收突触输入，通常每个脊椎骨一个突触输入。”

“我已经研究脊椎很长时间了，但我以前从未见过一种操纵导致脊椎数量发生如此快速而强劲的变化，”贝尔纳多·萨巴蒂尼(Bernardo Sabatini)医学博士说，他是哈佛医学院神经生物学系霍华德·休斯医学研究所的研究员。“显然，进食与控制这些细胞中突触和脊椎数量的最基本机制有关。这可能是一个很好的系统，不仅可以理解进食行为，还可以理解突触动态形成和收缩背后的细胞生物学。”

当对照小鼠被重构时 - 他们的饥饿减轻了 - 脊柱的数量倒回正常。（相比之下，禁食对缺乏Agrp神经元的NMDA受体的突变小鼠中的脊柱数没有影响。缺乏下游Agrp神经元缺乏NMDA受体的小鼠的数量 - 强烈表明AgrP上的兴奋性谷氨酸突触的结构可塑性神经元是进食行为的重要调节器，洛厄尔说。

“肥胖是2型糖尿病，心血管疾病和某些类型的癌症的主要危险因素，”他补充道。“通过了解饲养行为的神经生物学机制，我们可以在处理现已成为全球流行病的问题上工作。这些发现让我们更接近对控制饥饿的各种因素如何工作的机械理解。”

---

---