糖和脂肪如何影响消化行为？

食品环境的变化显着增加了全球肥胖率。动物研究表明，适口性指导着食物的选择。然而，仅这个因素不足以增加摄入量。

相反，风味偏好是对摄入后营养线索的条件反应。因此，食品的感官特征与其营养价值相比是次要的。

胃内糖或脂肪输注的强化价值增强了相关风味的摄入。因此，摄入糖和脂肪可能会通过摄入后信号传导机制导致暴饮暴食。

迷走神经感觉神经元已被确定为连接肠道与黑质纹状体多巴胺释放的多突触回路的重要组成部分。胃肠道输注糖或脂肪会激活迷走神经并引起背侧纹状体（DS）多巴胺流出。

研究结果

在本研究中，研究人员评估糖和脂肪是否会招募迷走神经感觉神经元，以及它们是否参与单独或重叠的回路。为此，对在突触体相关蛋白 25 (Snap25) 启动子下表达钙指示剂 (GCaMP6s) 的小鼠的结状神经节 (NG) 神经元进行体内成像。双光子显微镜用于记录十二指肠输注脂肪或糖的反应。

空间定义的迷走神经元子集响应刺激而被激活。NG 神经元对脂肪或糖产生强烈反应；然而，只有少数神经元对两者都有反应。

随后，在胃内脂肪或蔗糖输注后评估右侧 NG 的迷走神经感觉神经元活动。NG 神经元对脂肪或蔗糖的反应活跃超过 15 分钟。

值得注意的是，与右侧 NG 相比，左侧 NG 中的营养反应神经元较少。与十二指肠内输注相比，胃内输注延迟了 NG 神经元活动的峰值。

将在 Fos 启动子 (Fos^TRAP) 下表达诱导型 Cre 重组酶 (iCreER^T2) 的小鼠与 Cre 依赖性 tdTomato 报告系 Ai14 杂交。在这些小鼠中，大多数糖 TRAP NG 神经元响应胃蔗糖输注而增加钙荧光。相比之下，糖-TRAP 神经元对等热量胃脂肪输注的反应几乎没有活性。

与等渗盐水相比，胃内糖输注或等热量脂肪输注后，TdTomato^{+ NG 神经元增加。}神经活动的比较表明 NG 和孤束核 (NTS) 内存在剂量依赖性反应，从而表明糖和脂肪募集独立的外周迷走神经回路。

此后，进行了风味营养调理任务，其中训练动物更喜欢与胃内营养输注搭配的新风味。将轻度禁食的 Fos^TRAP小鼠分层，接受糖、脂肪或盐水胃内输注，然后腹腔注射 4-羟基他莫昔芬 (4-OHT)。

该过程根据迷走神经感觉神经元的营养反应情况选择性地消融，而其他神经元则完好无损。没有脂肪感知 NG 神经元的Fat^TRAP小鼠对与糖搭配的风味有正常的偏好，但未能增强与脂肪搭配的风味。

没有蔗糖感应 NG 神经元的Sugar^{TRAP小鼠选择性地消除了糖强化。}相比之下，对照组（盐水^TRAP）表现出对与脂肪或糖搭配的非营养性和新颖风味的强烈偏好。

这些发现表明，独立且相互排斥的迷走神经感觉神经元群独立驱动脂肪或糖强化。其他实验表明，单独的回路对于大量营养素特定的强化来说是必要且充分的。

^{在十二指肠中，脂肪TRAP}和糖^TRAP小鼠肠绒毛粘膜末梢的神经支配广泛，因此表明十二指肠是关键的传感部位。还观察到糖^TRAP神经元对肝门静脉 (HPV) 的迷走神经支配。

研究人员还使用舔液计对野生型小鼠在舔蔗糖、脂肪或其混合物溶液时的30 分钟随意摄入量进行了量化。与单独的溶液相比，动物对含有脂肪和蔗糖的溶液的舔舐次数增加了一倍。

研究人员还评估了如果将营养成分与口服成分分开，小鼠是否会表现出相同的消费模式。植入胃导管的限制食物的野生型小鼠舔舐调味的非营养性溶液，并输注脂肪、糖或其混合物。

小鼠表现出对混合物的舔​​舐模式增加，因此表明对混合物的偏好增加与味道无关，并且是由于摄入后信号传导所致。此外，胃内输注该混合物在 DS、NTS、臂旁核和黑质致密部产生了超累加数量的 TRAP 神经元。输注混合物还可以提高多巴胺水平。

结论

研究结果表明糖和脂肪存在独立的回路。为此，确定了两个不同的迷走神经感觉群体，它们对摄入后的糖和脂肪独立做出反应。

总而言之，这些数据支持了这样一种观点，即西方饮食中较高的热量摄入是由于劫持了内感受回路而导致的，内感受回路分别增强了糖和脂肪。

吃致肥胖食物的动机可能在没有认知知觉的情况下发生，因为内感受信号发生在意识水平以下，其中有意识的节食努力被潜意识驱动吃富含脂肪和糖的食物所压倒。因此，内感受性肠道奖励回路操作可以通过自愿限制致胖饮食的摄入来治疗肥胖。