腸道神經(jīng)元如何與大腦交流以控制口渴

運(yùn)動(dòng)后喝一杯水通常足以解渴。但是，雖然喝了幾分鐘后可能會(huì)感到口渴，但補(bǔ)水的過(guò)程實(shí)際上需要半個(gè)小時(shí)左右。延遲的發(fā)生是因?yàn)榇竽X根據(jù)腸道中滲透壓水平的檢測(cè)和測(cè)量在身體完全補(bǔ)水之前接收到你喝水的信號(hào)。滲透壓代表溶解物質(zhì)的濃度，包括鈉和葡萄糖。

加州理工學(xué)院生物學(xué)家 Yuki Oka 的實(shí)驗(yàn)室一直致力于更多地了解調(diào)節(jié)口渴的腸道-大腦滲透壓信號(hào)，現(xiàn)在他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了介導(dǎo)這一過(guò)程的主要感覺(jué)通路。

岡，生物學(xué)教授，陳學(xué)者，傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)研究所研究員;他的實(shí)驗(yàn)室與西摩·本澤生物學(xué)教授和霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所研究員大衛(wèi)·安德森的實(shí)驗(yàn)室合作進(jìn)行了這項(xiàng)研究。安德森是陳天橋神經(jīng)科學(xué)研究所領(lǐng)導(dǎo)主席，也是加州理工學(xué)院陳天橋神經(jīng)科學(xué)研究所所長(zhǎng)，Oka 也是該研究所的附屬教員。一篇描述這項(xiàng)研究的論文發(fā)表在 1 月 26 日的《自然》雜志上。

當(dāng)我們的身體脫水時(shí)，血液具有高滲透壓，這會(huì)引發(fā)口渴的感覺(jué)。但由于我們感到猝不及防與身體完全補(bǔ)水之間存在時(shí)間延遲，腸道必須在滲透壓變化發(fā)生在血液中之前感知它們，并且必須將這些信息發(fā)送到大腦。

一旦我們攝入食物和水，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)就會(huì)通過(guò)稱為門靜脈的特殊血管從腸道吸收到肝臟。在此吸收事件期間，腸道中的感覺(jué)神經(jīng)元也檢測(cè)到滲透壓信號(hào)。在由博士后學(xué)者 Takako Ichiki 和研究生 Tongtong Wang 領(lǐng)導(dǎo)的研究中，研究小組檢查了腸道如何將這些信息傳達(dá)給大腦以指示口渴或飽腹感。

從腸道到大腦有兩條主要的感覺(jué)通路：脊髓(背根神經(jīng)節(jié)或 DRG)和迷走神經(jīng)通路。在這項(xiàng)研究中，Ichiki 使用基因工程小鼠來(lái)可視化這兩種途徑中的神經(jīng)激活模式。然后，她系統(tǒng)地監(jiān)測(cè) DRG 和迷走神經(jīng)神經(jīng)元，以響應(yīng)向小鼠腸道注入水、鹽或糖，模擬正常的營(yíng)養(yǎng)攝入。研究小組發(fā)現(xiàn)，迷走神經(jīng)神經(jīng)元，而不是脊髓神經(jīng)元，在腸道滲透壓變化時(shí)被強(qiáng)烈激活。事實(shí)上，不同的神經(jīng)元亞群對(duì)不同的液體有反應(yīng)。

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