跳动城乡网世界各地的节食者可能都经历过类似的挣扎，秀丽隐杆线虫(C.elegans)吃得越少，就越慢。现在，斯克里普斯研究所的科学家发现了原因：线虫在禁食期间肠道产生的一种小分子会传播到大脑，阻止此时的脂肪燃烧信号。
尽管他们在线虫中发现的确切分子尚未在人类身上进行研究，但这项新研究有助于科学家更好地了解肠道和大脑之间复杂的相互作用。它还可能解释为什么禁食(在固定的时间内不进食)的好处与一个人摄入的卡路里数量无关。这项新研究于2024年8月11日发表在《自然通讯》上。
“我们首次发现，禁食向大脑传递的信息不仅仅是热量的减少，”斯克里普斯研究所神经科学研究教授、新研究的资深作者SupriyaSrinivasan博士说。“这些发现让我怀疑，其他动物(包括哺乳动物)的肠道中是否存在分子，可以解释与禁食相关的一些健康结果。”
研究人员早就知道，大脑控制着人类、其他哺乳动物和秀丽隐杆线虫等模型生物的脂肪生成和分解。2017年，Srinivasan团队发现了FLP-7，这是一种触发蛔虫肠道脂肪燃烧的大脑激素。然而，秀丽隐杆线虫的肠道中没有感觉神经，因此科学家们一直在努力确定反向沟通途径：肠道如何向大脑发出信号?
“我们知道改变肠道的代谢状态可以改变大脑神经元的特性，但这究竟是如何发生的却非常神秘，”斯里尼瓦桑说。
在这项新研究中，Srinivasan和她的同事从秀丽隐杆线虫肠道中逐个移除了100多种信号分子，并测量了它们对大脑产生FLP-7的影响。他们发现一种对FLP-7有很大影响的分子：一种被称为INS-7的胰岛素。在人类中，胰岛素最广为人知的是胰腺产生的控制血糖水平的激素。但这种胰岛素分子是由肠道细胞产生的，也会通过大脑影响脂肪代谢。
“当我们第一次发现这是一种胰岛素时，我们认为这很矛盾，”斯里尼瓦桑回忆道。“胰岛素在哺乳动物中得到了充分的研究，并且没有先例表明胰岛素分子具有这种作用。”
然而，当研究小组探究INS-7如何影响产生FLP-7的脑细胞时，他们发现它并不是像所有之前发现的胰岛素分子那样激活胰岛素受体，而是通过阻断胰岛素受体。反过来，这种阻断引发了一系列其他分子事件，最终导致脑细胞停止产生FLP-7。
“INS-7基本上是来自肠道的信号，告诉大脑现在不要再燃烧任何脂肪储存，因为没有食物进入，”Srinivasan解释道。
此前已有研究表明，禁食期会以多种方式影响身体，但这些变化的机制尚不清楚。新研究指出，空腹状态可以向大脑发出信号，这可能会导致脂肪以外的多种健康影响。
Srinivasan表示，新成果有助于解释大脑和消化系统如何根据食物供应情况双向沟通以控制新陈代谢。需要进行更多研究来揭示哪些特定途径参与了哺乳动物新的肠脑信号。模拟肠道激素的化合物(如司美鲁肽，通常以Ozempic、Wey和Rybelus等品牌名称为人所知)最近已成为控制肥胖和糖尿病的流行方法，因此新的肠道肽可以加入这一药物类别。Srinivasan还计划进行实验，以探究在禁食期间如何触发秀丽隐杆线虫肠道细胞产生INS-7，以及哪些类型的脑细胞受到该分子的影响。
