综述:食物强化和饱腹感的营养检测途径

【字体: 时间:2025年05月12日 来源:Current Opinion in Neurobiology 4.8

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  本文综述了肠道对大量营养素的检测机制,以及这些信号如何传递到大脑调节进食行为。探讨了促进食物强化 / 食欲(Food Reinforcement/Appetition)和饱腹感(Satiation)的共同机制,指出研究空白,为后续研究提供方向。

  

引言


人体的正常运转离不开充足的营养。为了获取营养,机体拥有一套复杂的系统,能产生寻找和摄取食物的驱动力,并在摄入足够营养时停止进食。1947 年的一项研究发现,给饥饿的大鼠喂食不同含量不可消化纤维的食物,其摄入的总热量保持一致,而非食物体积,这表明动物至少部分依据热量需求来决定进食量。而且,动物会维持碳水化合物、脂肪和蛋白质等膳食营养素的合理摄入比例,某些营养素(尤其是蛋白质)缺乏会影响食欲,由此可推断动物体内存在检测营养素的内部感官。

1949 年的 “假饲” 实验表明,进食终止依赖肠道信号。假饲的狗(食物在进入胃前就被引流出去)比正常狗进食量更大、摄入营养素更多。肠道信号不仅对控制进食终止很重要,还能帮助动物了解哪些食物含有营养素,从而强化未来对这些食物的摄取。1968 年的风味 - 营养素学习实验中,将两种新的无营养风味分别与胃内输注的营养或无营养溶液配对,大鼠对与营养素配对的风味表现出明显但短暂的偏好,这说明进食后的信号会给与营养素相关的风味赋予积极价值。此后,众多实验室重复了该实验,发现与胃肠道(GI)输注的碳水化合物、脂肪或蛋白质配对的风味 / 味道,通过不同训练程序能使动物产生强烈偏好。

本文将探讨当前关于肠道中大量营养素检测的研究进展,以及这些信号如何传递到大脑以调节进食行为。同时,还会阐述肠道 - 大脑信号在促进食物强化 / 食欲(刺激食物摄入)和饱腹感(终止进食)方面的已知和未知信息,为进一步明确这些过程的机制提供方向。

大量营养素受体和转运蛋白及其在进食行为中的作用


通常,摄入的食物会先分解为最简单的成分,身体才开始检测大量营养素:碳水化合物分解为单糖,脂肪分解为游离脂肪酸,蛋白质分解为氨基酸。在肠道中,这些营养素会与分布于肠道上皮顶端和基底外侧表面的各种转运蛋白和受体结合。这些传感器能检测营养素,并在进食前和进食过程中触发信号级联反应。

肠道 - 大脑通路的大量营养素信号传递


我们已经总结了已知的检测碳水化合物、脂肪和蛋白质的肠道受体。接下来,将探讨迷走神经、脊髓和激素这三条主要通路,营养信息通过它们传递到大脑,进而影响进食行为。

食物强化和饱腹感的框架


我们已经讨论了肠道对大量营养素的检测如何通过肠道 - 大脑轴来调节食物强化和饱腹感。但同一套肠道 - 大脑机制如何能同时促进和终止进食行为呢?有人可能认为最能产生饱腹感的食物应该也是最能强化进食的,但事实并非总是如此。实际上,有证据表明强化学习 / 食欲和饱腹感之间存在差异。

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