研究人员重新定义大脑“饥饿回路”的角色
UC旧金山研究人员使用技术仅开发的技术已经完成了对大脑的“饥饿赛道”治理进食的科学共识。
由于这种电路在肥胖症中的潜在作用,它被神经科学家广泛研究,并引起了制药公司的强烈兴趣。根据UCSF科学家的说法,他们意外的新发现可以重塑喂养行为的基本研究以及新的抗肥胖药物发展的策略。
科学家们普遍认为,由AgRP和POMC神经元两组细胞组成的饥饿回路能够感知身体激素和营养水平的长期变化,AgRP神经元的激活直接驱动进食。但是新的研究表明,仅仅是食物的存在,grp - pomc电路就会在几秒钟内做出反应,而且AgRP神经元会激励动物去寻找和获取食物,而不是直接促使它们吃掉食物。
“没有人会预测这一点。大UCSF的生理学助理教授毕业称,这是该领域最令人惊讶的结果之一。”“这些调查结果真的改变了我们对大脑的那个地区正在做的看法。”
已知75年来,大脑碱的一个地区称为下丘脑的区域对饮食行为产生了深刻的控制。由于神经科学家在随后的几十年里改善了这一观察,他们首先在一个被称为弧形核的丘脑的小面积上归零,并且最近在AgrP和POMC神经元中,在该细胞核中的两个小群体。
这两组细胞,其集体占据小于小鼠脑中小于一毫米的面积,在类似透析的时尚中有功能组织:当AgRP神经元有效时,POMC神经元不是,反之亦然。
在记录AGRP和POMC神经元的活动的同时,科学家在脑切片中增加了脑切片的颅骨或营养物的数百个实验已经奠定了饥饿电路如何运作的主导模型的基础。随着我们渴望饥饿,这种观点持有,激素水平的逐步变化发送开始触发AGRP神经元的信号,最终驱动我们吃的活动。正如我们所日所列的,循环营养素,如葡萄糖激活POMC神经元,这抑制了多吃食物的欲望。
当他开始使用新开发的光纤设备进行实验时,他原本希望建立在饥饿回路的流行模型上,这样他就可以在禁食一段时间后给老鼠喂食时实时记录下grp - pomc的活动。陈教授说:“没有人真正记录过一只行为正常的老鼠的这些神经元的活动,因为这个区域的细胞是非常不同的,并且位于大脑深处。”“做这个实验的技术才存在了几年。”
但据2015年2月19日网络版报道细胞,只需几秒钟在给小鼠的小鼠后,在他们开始吃之前,陈某看到Agrp活动开始骤降,而POMC活动则相应开始上升。
“我们的预测是,如果我们给一只饥饿的老鼠一些食物,然后慢慢地,经过许多分钟,它会变得满足,我们会看到这些神经元慢慢地改变它们的活动,”奈特说。“相反,我们的发现非常令人惊讶。如果你简单地给老鼠食物,神经元几乎立刻就会改变它们的激活状态。这种情况发生在老鼠第一次看到和闻到食物时,甚至在它们咬一口之前。”
研究人员发现AgrP-POMC电路可以快速“复位”,如果食物被带走,则用POMC细胞活性抑制和Agrp神经元再次开始射击。从AGRP到POMC活性的转型的大小也与所提供食物的适口性直接相关:花生酱和巧克力,两者在标准实验室周上的小鼠均优选,导致AgrP的更强大和更快的逆转POMC活动。AGRP-POMC响应也取决于食品的可达性。如果小鼠能够检测到存在,则可以看到较慢和较弱的过渡花生酱通过嗅觉,但看不到食物。
这些结果表明,虽然长期激发饥饿和营养成分的饥饿和营养素的变化激活,但这些神经元仅通过单独的观点和食物的味道迅速灭活。这种发现,骑士和陈说,这一发现的重大意义是,AGRP神经元的功能是激励饥饿的动物寻求和寻找食物,不要直接控制饮食行为本身。
更有易于易于易于易用,富含能量丰富的食物啮合,并且关闭了AGRP活性的事实更加强烈地表明该电路还具有“预期的”方面,这些神经元预测即将举行的膳食的营养价值并调整他们的活动因此。
研究人员说,grp - pomc回路的这两种作用都有意义:如果动物成功获得了食物,适应性最强的大脑机制会抑制继续寻找的动机;同样地,因为高能量食物可以长期缓解饥饿,这些食物的发现应该会更有力地抑制饥饿回路和寻求额外营养的欲望。
“进化已经制定了这些神经元饥饿电路中的一个关键控制点,但它主要是为了控制食物的发现,“骑士说。”它控制出出来的动机,找食物,而不是摄入食物本身。“
骑士表示,到目前为止,旨在瞄准Agrp相关途径的药物的临床试验,他认为新的研究可能会对这些努力提供新的视角。“可能是肥胖的驱动器是食物的有益方面。当你在吃完晚餐后想要甜点时,它是因为它味道很好,这根本不需要饥饿,”骑士说。“发现这个电路主要控制食物发现,而不是进食我们对瞄准AGRP途径的药物可以操纵的观点。我们可能会操纵去杂货店的决定,不一定是接下来的决定食物。"
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