直觉到大脑的回路驱动了对糖的偏爱,并可能解释了对糖的渴望

甜味的感觉始于舌头,但是糖分子也会触发肠道中直接向大脑发出信号的传感器。这可以解释为什么人造甜味剂不能满足对糖的永不满足的渴望。

直觉到大脑的回路驱动了对糖的偏爱,并可能解释了对糖的渴望

一点点糖就可以使我们渴望得到几乎所有的东西,从饼干到调味品再到加奶油的咖啡。但是它的甜蜜并不能完全解释我们的愿望。取而代之的是,新的研究表明,这种神奇分子具有通往大脑的反向通道。

像其他甜食一样,糖会在舌头上引发特殊的味蕾。但这也开启了一种完全独立的神经学途径-始于肠道的霍华德·休斯医学研究所研究员查尔斯·祖克(Charles Zuker)及其同事于2020年4月15日在《自然》杂志上发表了这一报告

研究小组在老鼠身上进行的实验表明,在肠道中,预示着食糖到达大脑的信号传播,大脑在那里培养了更多的食欲。这种肠道到大脑的途径似乎很挑剔,仅对糖分子产生反应,而对人造甜味剂没有反应。

科学家已经知道糖对大脑具有独特的控制作用。例如,2008年的一项研究表明,没有品尝甜味能力的小鼠仍可以选择糖。Zuker团队发现了一种糖分感应途径,这有助于解释为什么糖分如此特别-并指出了我们可以平息对它的无尽胃口的方法。

哥伦比亚大学的神经科学家祖克说:“我们需要将糖和糖的概念分开。” “喜欢甜食,想要糖。这项新工作揭示了偏好糖的神经基础。”

甜的东西

糖一词很笼统,涵盖了我们身体用作燃料的多种物质。吃糖会激活大脑的奖励系统,使人和老鼠都感觉良好。然而,在一个精制糖丰富的世界中,这种根深蒂固的食欲可能会大打折扣。美国人的年平均糖摄入量已从1800年代末的不到10磅猛增到今天的100磅以上。这种增加是有代价的:研究已将过量的糖消耗与许多健康问题(包括肥胖症和2型糖尿病)联系起来。

此前,Zuker的工作表明糖和人造甜味剂可在相同的味觉系统上切换。一旦进入口腔,这些分子就会激活味蕾上的甜味受体,从而引发信号,传递至处理甜味的大脑部分。

但是糖以不影响人工甜味剂的方式影响行为。Zuker的团队针对甜味剂Acesulfame K进行了测试,将点蚀糖分去掉,甜味剂Acesulfame K用于减肥汽水,甜味包装和其他产品。老鼠先喝了含有甜味剂或糖的水,但两天内几乎全部换成了糖水。祖克说:“我们认为这种动物消耗糖而不是甜味的这种不可抑制的动机可能具有神经基础。”

糖路

通过可视化啮齿动物食用糖而不是人造甜味剂或水时的大脑活动,研究人员首次确定了仅对糖有反应的大脑区域:孤立道的尾状核(cNST)。cNST位于大脑干中,与老鼠加工味的地方分开,是有关人体状态信息的枢纽。

小组确定,通向cNST的路径始于肠壁。在那里,传感器分子发出通过迷走神经传播的信号,该信号提供了从肠道到大脑的直接信息。

这种直觉到大脑的循环倾向于糖的一种形式:葡萄糖和类似的分子。它忽略了人造甜味剂-也许可以解释为什么这些添加剂似乎不能完全复制糖的吸引力。它还忽略了水果中发现的其他一些类型的糖,尤其是果糖。葡萄糖是所有生物的能量来源。研究的主要作者,祖克实验室的研究生Hwei Ee Tan和Alexander Sisti说,这可以解释为什么系统对这种分子的特异性会进化。

以前,科学家推测糖的能量或卡路里可以解释其吸引力,因为许多人造甜味剂都缺乏卡路里。但是,Zuker的研究表明情况并非如此,因为不含卡路里的类葡萄糖分子也可以激活肠到脑的糖感测途径。

为了更好地理解大脑对糖的强烈偏爱是如何发展的,他的研究小组正在研究这种肠脑糖循环与其他大脑系统(例如涉及奖励,进食和情感的系统)之间的联系。尽管他的研究是在小鼠中进行的,但祖克认为,人类中实际上存在着相同的葡萄糖传感途径。

他说:“发现这种回路有助于解释糖是如何直接影响我们的大脑以促进消耗的。” “这也暴露了新的潜在目标和战略机会,以帮助减少我们对糖的无限需求。”

Journal Reference:

  1. Hwei-Ee Tan, Alexander C. Sisti, Hao Jin, Martin Vignovich, Miguel Villavicencio, Katherine S. Tsang, Yossef Goffer, Charles S. Zuker. The gut–brain axis mediates sugar preferenceNature, 2020; DOI: 10.1038/s41586-020-2199-7

 

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