研究表明，大脑在判断是否吃饱时可能不仅仅依赖神经元。图片来源：Shutterstock

当你的胃饱了，大脑是如何知道该停止进食的呢？多年来，科学家认为答案几乎完全取决于神经元，即大脑的主要信号细胞。然而，4月6日发表于美国《国家科学院院刊》的一项研究表明，长期以来被视为“支持细胞”的星形胶质细胞在调节食欲方面发挥了更为积极的作用。

智利康塞普西翁大学与美国马里兰大学的研究人员在控制饥饿感和饱腹感的大脑区域——下丘脑中发现了一条此前未知的信号通路。这一发现有望帮助科学家开发出针对肥胖症、进食障碍等疾病的新疗法。

“人们在思考大脑如何运作时，往往会首先想到神经元。”论文通讯作者、马里兰大学生物学系教授Ricardo Araneda表示，“但我们发现，过去认为只是辅助性支持细胞的星形胶质细胞也参与了大脑对进食量的调节。这项研究改变了我们对这些信号通路的认知。”

这一过程始于一种被称为“伸长细胞”的特殊脑细胞。这些细胞排列在大脑内部一个充满液体的腔隙中，并监测葡萄糖在脑脊液中的流动。

进食后，血糖水平上升。伸长细胞会通过代谢葡萄糖并向邻近脑组织释放乳酸来作出反应。随后，乳酸与邻近的星形胶质细胞相互作用，触发下一阶段的信号传递。

“研究人员过去认为，伸长细胞产生的乳酸直接与参与食欲调控的神经元‘对话’。”Araneda解释道，“但我们发现，这场‘对话’中存在一个意想不到的‘中间人’——星形胶质细胞。”

星形胶质细胞是大脑中最常见的细胞类型之一。星形胶质细胞上有一种名为HCAR1的受体，能够检测乳酸。当乳酸与这种受体结合时，星形胶质细胞就会被激活并释放谷氨酸。随后，这一信号会传递给抑制食欲的神经元，从而产生饱腹感。

“令我们惊讶的是其复杂性。”Araneda表示，“简言之，我们发现伸长细胞会与星形胶质细胞‘对话’，然后星形胶质细胞又会与神经元‘对话’。”

在一项实验中，科学家向单个伸长细胞注入葡萄糖，同时观察附近的星形胶质细胞。即使是这种局部变化，也触发了多个星形胶质细胞的活动，表明信号能够通过大脑网络传播。

“我们还注意到一种双重效应。”Araneda说，“下丘脑中存在两类相互对立的神经元：一类促进饥饿感，另一类抑制饥饿感。我们发现，乳酸可能同时作用于这两类神经元——通过星形胶质细胞激活饱腹感神经元，同时通过更直接的途径抑制饥饿感神经元。”

尽管这项研究是在动物模型中进行的，但包括人类在内的所有哺乳动物体内都存在伸长细胞和星形胶质细胞，表明相同的机制可能也存在于人体内。

下一步，研究团队计划测试改变星形胶质细胞中的HCAR1受体是否会影响进食行为。在开发任何潜在疗法之前，这项工作至关重要。目前尚无药物直接针对这一通路。Araneda认为，这可能是治疗食欲相关疾病的一个有前景的新方向。

“我们现在掌握了一种不同的机制，或许能够针对星形胶质细胞或特定的HCAR1受体进行干预。”Araneda补充道，“这将是一个新的靶点，可能与现有疗法形成互补，从而改善许多肥胖及其他食欲相关疾病患者的生活质量。”（文乐乐）