Nature：饮食中的蛋白质缺乏如何引发肠道和大脑的对话

　　

 

   

图像:微生物组-肠-脑轴的概述。在必需氨基酸剥夺过程中，CNMa被Atf4和Mitf(可能还有其他未知因素)上调，并作用于CNMa表达的神经元…

资料来源:韩国科学技术学院Greg Seong-Bae Suh教授

韩国科学技术研究院的研究人员利用果蝇进行了一项新研究，揭示了饮食中的蛋白质缺乏如何引发肠道和大脑之间的对话，从而引发吃富含蛋白质或必需氨基酸的食物的欲望。这一发现发表在5月5日的《自然》杂志上，可以帮助我们更好地理解人类营养不良。

韩国科学技术学院的神经科学家、教授Greg Seong-Bae Suh解释说:“所有的生物体都需要碳水化合物、蛋白质和脂肪的均衡摄入才能保持健康。仅仅摄入足够的卡路里是不够的，因为如果饮食中没有摄入足够的蛋白质，仍然会导致严重的营养不良，包括夸休奥科症。”

科学家们已经知道，生物体中蛋白质摄入不足会导致人们优先选择富含蛋白质或必需氨基酸的食物，但他们并不确切知道这是如何发生的。韩国科学技术学院的Suh教授和首尔国立大学的Won-Jae Lee教授领导的一组研究人员研究了果蝇的这一过程，他们研究了蛋白质剥夺后不同基因对食物偏好的影响。

该研究小组发现，蛋白质缺失会导致一种名为神经肽CNMamide (CNMa)的肠道激素从一种特定的肠细胞(肠内壁细胞)中释放出来。到目前为止，科学家们已经知道肠细胞释放消化酶到肠道中，以帮助消化和吸收肠道中的营养物质。徐教授说:“我们的研究表明，肠细胞的作用比我们之前认为的更复杂。”

肠细胞通过释放CNMa来应对蛋白质剥夺，CNMa将肠道内的营养状态传递给大脑神经细胞上的CNMa受体。这就触发了吃含有必需氨基酸的食物的欲望。

有趣的是，研究小组还发现，肠道中的醋酸杆菌产生的氨基酸可以弥补饮食中轻度的蛋白质不足。微生物群提供的这种基础水平的氨基酸改变了CNMa的释放，并缓和了果蝇摄入更多蛋白质的补偿欲望。

研究小组进一步阐明了两条信号通路，它们对饮食中的蛋白质损失做出反应，并最终在这些特定的肠细胞中产生CNMa激素。

该团队表示，仍需进一步研究，以了解CNMa如何与大脑中的受体沟通，以及这种沟通是通过直接激活连接肠道和大脑的神经细胞，还是通过血液循环间接激活大脑。他们的研究可以为理解包括人类在内的哺乳动物的类似过程提供见解。

“我们选择调查一种简单的生物，果蝇，这将使我们更容易识别和表征关键的营养传感器。因为所有的生物都渴望所需的营养，所以我们在果蝇身上发现的营养传感器和它们的路径也与哺乳动物身上发现的有关。我们相信，这项研究将大大提高我们对代谢疾病和饮食相关疾病的原因的理解。”

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