》发布的最新数据,肥胖问题日益严峻,全世界患有肥胖症的儿童、青少年和成年人总数已超过10亿。全世界范围内的高脂肪和高热量食品的消费激增,是导致持续蔓延的肥胖症和代谢紊乱的重要原因。
虽然脂肪是饮食中重要的能量来源,但摄入过多会导致肥胖。一般认为,肠道内的脂肪吸收是通过扩散的方式实现器官自主吸收。然而,这一过程是否由脑-肠轴控制,目前仍不清楚。
该研究表明,肠道对脂肪的吸收受到大脑直接调控,抑制这条“脑-肠轴”,会导致小肠上皮细胞的微绒毛缩短,从而缩小吸收表面积,减少对脂肪的吸收,增加脂肪通过粪便的排除,从而促进体重减轻。该研究还展示了来自中药葛根的天然化合物葛根素(puerarin)可以靶向抑制这一“脑-肠轴”,帮助实现排油减肥。
为了有效地吸收脂肪,动物肠道进化为一个吸收系统,包括一条长长的肠道,突出的绒毛结构,以及丰富的肠系膜血管、淋巴管和神经末梢。该系统能够精细地调控对能量供应状态的反应,包括从禁食到进食的过渡和从低脂肪饮食到高脂肪饮食的转变。
值得注意的是,肠道脂肪吸收一直被认为是一种器官自主过程,主要以扩散的形式进行,部分通过蛋白质辅助的脂质运输。而最近的一些研究表明,脑源性因子可能与小肠中的脂肪吸收有关。
在迷走神经系统中,孤束核(NTS)和迷走神经运动背核(DMV)作为脑-肠轴的枢纽发挥作用。在NTS接收来自肠道的多种迷走传入信号并整合来自其他区域的信号后,综合信号被传递到DMV,其中特定的神经元提供不同的输出响应以调节胃肠运动并增强消化。迷走神经切断术与胃窦切除术结合会导致胃运动功能受损,从而降低脂肪吸收,并导致肠道内食物颗粒的消化不良。是否来自DMV的迷走传出神经在生理上直接调控肠道脂肪吸收,尚不清楚。
在这项最新研究中,研究团队通过调控迷走神经运动背核(DMV)神经元的活动来揭示它们在控制小肠脂肪吸收中的作用。
研究团队发现,通过抑制GABAA受体α1亚基(GABRA1)阳性的DMV神经元的活动,可以增强脂肪从粪便中排出并体重减轻。这些发现揭示了一个以前未知的脑-肠轴,它控制着肠道的脂肪吸收,该研究还鉴定出一种可应用的药物——葛根素(puerarin),它可以靶向抑制这一脑-肠轴,帮助实现排油减肥。
具体来说,该研究证明了迷走神经运动背核(DMV)在肠道对脂肪的吸收过程中扮演着关键角色。DMV神经元失活会减少肠道的脂肪吸收,从而导致体重减轻,而激活DMV则会增加肠道的脂肪吸收并导致体重增加。值得注意的是,失活投射到空肠的DMV神经元亚群会缩短微绒毛的长度,从而减少脂肪的吸收。
此外,该研究还发现了一种来自中药葛根的天然化合物——葛根素(puerarin),它模拟了DMV-迷走神经通路的抑制作用,从而导致脂肪吸收减少。
研究团队进一步利用光亲和化学方法和冷冻电显镜对GABAA受体-葛根素复合物结构进行了研究,发现了葛根素与GABAA受体α1亚基(GABRA1)的一个调节性位点结合。值得注意的是,在DMV中条件性敲除Gabra1几乎完全消除了葛根素引起的肠道脂肪吸收减少。
总的来说,该研究发现,抑制DMV-迷走神经-空肠轴能够控制肠道脂肪的吸收,缩短微绒毛长度,并展示了葛根素与GABRA1结合在减肥方面的治疗潜力。