你是不是也這樣:剛搓完一頓火鍋烤肉、大魚大肉,肚子明明已經(jīng)溜圓,但心里還總覺得缺點(diǎn)啥,總覺得這頓飯不夠“完整”,于是又默默盤算著再來點(diǎn)蛋糕、奶茶或水果?
難道我們真的有兩個胃,一個用來裝正餐,一個用來裝甜點(diǎn)?這“甜咸永動機(jī)”背后,難道只是簡單的口味偏好嗎?
最近,由丹麥學(xué)者發(fā)表在Nature子刊上的一篇文獻(xiàn)[1]告訴我們:這可能不是簡單的“口味”問題,而是一條連接腸道、大腦、食欲的調(diào)控通路在起作用,甚至還關(guān)乎我們的睡眠、生育和壽命!
腸道也能“品嘗”蛋白質(zhì)?
為了探究身體如何“知道”蛋白質(zhì)攝入的,研究者們選用了利用基礎(chǔ)代謝和信號通路與人類高度相似、觀察方便、生命較短利于衰老研究的果蠅。
他們給果蠅喂食了“量大管夠”的富含蛋白質(zhì)的酵母,相當(dāng)于我們吃了很多肉。結(jié)果發(fā)現(xiàn):
吃飽蛋白質(zhì)的果蠅,對蛋白質(zhì)(酵母)的食欲明顯下降了;
與此同時,它們對糖水(甜食)的渴望卻顯著增加了!
圖注:果蠅攝入酵母或糖后的食欲變化
蛋白質(zhì)雖然激發(fā)了飽腹的信號,但同時也會激發(fā)另一種對糖的食欲,使果蠅們轉(zhuǎn)而去尋求“餐后小甜點(diǎn)”。這完美復(fù)現(xiàn)了我們開頭“吃完大魚大肉就想吃甜的”這個現(xiàn)象。那么,這個“口味轉(zhuǎn)換”是如何做到的呢?
食物的美味由舌上的味蕾“上傳”,而營養(yǎng)物質(zhì)則是由腸道感知、“上傳”的。我們的腸道里有一種腸內(nèi)分泌細(xì)胞(EECs),它能直接“品嘗”進(jìn)入腸道的營養(yǎng)物質(zhì),并且在感知到蛋白質(zhì)時,會分泌一種叫速激肽(簡稱Tk)的激素。
于是,研究者干擾了果蠅EECs產(chǎn)生Tk的過程,結(jié)果,即使果蠅已經(jīng)吃了很多酵母,卻依然胃口大開,而對糖水則興趣平平。也就是說,Tk就是腸道感知蛋白質(zhì)后,發(fā)出的“口味改變”信號!
圖注:腸道分泌的Tk調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的食欲偏好
既然鎖定了關(guān)鍵信號,那么問題自然來了:EECs又是如何精準(zhǔn)地“知道”我們吃到了蛋白質(zhì)呢?研究者深入探索了EECs細(xì)胞的感應(yīng)通路,發(fā)現(xiàn):這種感知其實(shí)結(jié)合了直接和間接兩種方式。
直接感知氨基酸
首先,蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸。而EECs的細(xì)胞膜上有個蛋白“搬運(yùn)工”Slimfast(Slif蛋白),能識別并把氨基酸運(yùn)進(jìn)細(xì)胞內(nèi)。
氨基酸進(jìn)入后,就會激活細(xì)胞內(nèi)的TOR信號通路(感知營養(yǎng)、與壽命高度相關(guān)的核心通路),從而生產(chǎn)更多的Tk,為后續(xù)的釋放做好準(zhǔn)備。而如果抑制TOR通路或Slif蛋白,Tk的生產(chǎn)和釋放就會減少,在細(xì)胞內(nèi)“堆積”。
圖注:蛋白信號通過slif轉(zhuǎn)運(yùn),激活TOR通路調(diào)控Tk生產(chǎn)
間接感知代謝壓力
除了直接感受,細(xì)胞還能通過TrpA1離子通道感知另一種與蛋白相關(guān)的“間接信號”——高蛋白飲食會增加腸道的代謝負(fù)擔(dān),促進(jìn)ROS產(chǎn)生,從而激活TrpA1通道,同樣能夠促進(jìn)Tk的釋放。
圖注:TrpA1通道感知腸道環(huán)境促進(jìn)Tk的釋放
也就是說,腸道對蛋白質(zhì)的反應(yīng)不僅僅取決于吃了什么、吃了多少,還可能與身體整體代謝狀態(tài)和腸道環(huán)境有關(guān)!神奇的是,無論是直接吃肉(酵母)、吃純化的酪蛋白,還是直接喂氨基酸混合物,腸道都能準(zhǔn)確捕捉到“蛋白質(zhì)”信號,有效激活Tk的釋放。
圖注:任何形式的蛋白質(zhì)都可以被“識別”
并且,這種機(jī)制并非是果蠅獨(dú)有的!研究者在小鼠身上也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象:高蛋白飲食同樣會 上調(diào)小鼠腸道中類似Tk的基因Tac1的表達(dá),并升高血液中相應(yīng)的肽類物質(zhì)——P物質(zhì)水平。
在體外培養(yǎng)的小鼠腸道類器官中,抑制TOR或TRPA1通路,也同樣會影響Tac1的表達(dá)和P物質(zhì)的釋放。也就是說,這條通路在包括人類在內(nèi)的哺乳動物中也可能存在!
圖注:小鼠中的Tk受營養(yǎng)和環(huán)境傳感器TOR和TRPA1的調(diào)節(jié)
當(dāng)然,這些激素肽最終的“使命所在”,都是要調(diào)控我們大腦的食欲。那么,既然腸道的感知這邊已經(jīng)清晰了,大腦這邊呢?
從腸道到大腦的食欲調(diào)節(jié)
研究發(fā)現(xiàn),Tk并不直接作用于大腦,而是扮演了“信使”角色:它會作用于大腦中負(fù)責(zé)產(chǎn)生AKH的神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞(APCs)表面上的Tk的受體——TkR99D。
APCs被Tk激活后,會大量釋放另一種叫做AKH(脂動員激素)的激素。AKH的功能與我們?nèi)祟惖囊雀哐撬胤浅O嗨疲饕?fù)責(zé)在需要時動員身體儲存的能量,調(diào)節(jié)血糖和代謝。
圖注:果蠅體內(nèi)的受體分布情況
所以,整個信號的傳遞就清晰了:
吃蛋白質(zhì)→腸道EECs感知→釋放Tk→作用于大腦APCs上的TkR99D受體→APCs釋放AKH→最終調(diào)節(jié)全身代謝和食欲。
如果阻斷這個傳遞鏈的任何一個環(huán)節(jié),比如人為“去除”APCs上的Tk受體,或者抑制腸道Tk的產(chǎn)生、干擾腸道對蛋白質(zhì)的感知等,AKH激素就不會被釋放。
圖注:腸道來源的Tk調(diào)節(jié)果蠅的AKH信號傳導(dǎo)
于是,AKH的減少就會產(chǎn)生類似抑制Tk的效果:果蠅對蛋白質(zhì)(酵母)的食欲始終如一、持續(xù)旺盛,不再想換換口味吃糖。
圖注:Tk通過果蠅的AKH信號調(diào)節(jié)飲食選擇
而最重要的是,這條由腸道Tk啟動,經(jīng)由大腦AKH放大的食欲調(diào)節(jié)通路,其影響力可遠(yuǎn)不止選擇“吃蛋白”還是“吃糖”!因?yàn)樗€與睡眠、性能力,甚至壽命息息相關(guān)!
抑制“蛋白飽腹信號”竟能延壽25%+?
延壽25%+!
研究者們發(fā)現(xiàn),不論是從“源頭”減少腸道分泌Tk,還是阻斷大腦接收Tk,還是直接減少大腦分泌AKH,還是干擾身體細(xì)胞接收AKH信號,這些果蠅的壽命都顯著延長:壽命的中間值足足延長了25%以上!反之,持續(xù)激活腸道Tk釋放的果蠅,則慘遭“折壽”。
圖注:抑制Tk-AKH途徑延長了果蠅的壽命
而這現(xiàn)象,簡直與蛋白質(zhì)限制“不謀而合”!所以,真相可能不是蛋白質(zhì)在“催人老”,而是過量蛋白質(zhì)攝入后激活的Tk-AKH信號通路在折損壽命!
但代價是…生育力下降?
但是,“活得久”和“生得多”之間,總是有些矛盾,動物們的食欲調(diào)控機(jī)制也有一部分是為尋找這種延壽和生育的平衡。而研究者發(fā)現(xiàn),Tk-AKH途徑也參與了這場平衡的調(diào)控:
研究者們對一些雌性果蠅進(jìn)行了“基因改造”,抑制了它們的Tk-AKH途徑。結(jié)果,它們的壽命雖然明顯延長,但后代數(shù)量(繁殖能力)卻比正常果蠅略有下降了;而如果反過來“強(qiáng)行”激活腸道Tk釋放,也會導(dǎo)致蛋白質(zhì)的失衡,降低果蠅的生育力。
圖注:Tk-AKH調(diào)節(jié)對雌性果蠅繁殖力的影響
也就是說,“蛋白質(zhì)充足”可能才是身體“優(yōu)先繁殖”的信號,而抑制它才能讓身體的更多“資源”用來維持生存和延壽~這也與熱量限制、蛋白質(zhì)限制等抗衰方法可能會出現(xiàn)的生育力下降現(xiàn)象類似。
調(diào)節(jié)睡眠
除此之外,在動物(和人類),的世界里,“吃飽”和“睡覺”總是相互關(guān)聯(lián)的。食物短缺時,AKH就會被釋放,抑制睡眠并增加活動,讓動物將更多的時間用來覓食[2]。
于是,研究者們把果蠅放進(jìn)特制的“睡眠監(jiān)測儀”里,觀察它們在不同飲食后的睡眠。結(jié)果發(fā)現(xiàn),吃了高蛋白食物的果蠅在白天的“午睡”的時間相比吃糖水的果蠅明顯更少。
而當(dāng)人為地“阻斷”了Tk-AKH對食欲的調(diào)節(jié)后,即使果蠅吃了足夠的蛋白,白天睡眠的時間也會變長,變得和吃了糖水的果蠅相同甚至更多。
圖注:飲食對睡眠和活動模式受到果蠅腸道Tk-AKH通路的影響
也就是說,當(dāng)吃了高蛋白食物,Tk-AKH通路就會被激活,減少果蠅的睡眠時間,而這看似提神的“好處”,久而久之可能會干擾寶貴的睡眠節(jié)律。
所以,看似簡單的“吃完肉就想吃甜”的背后,關(guān)聯(lián)著調(diào)控壽命的密碼!Tk-AKH通路的影響力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了簡單的蛋白與糖的食欲調(diào)節(jié),將飲食與睡眠、生育甚至壽命連接在一起。
我們也期待著,隨著對飲食、食欲與壽命之間關(guān)系的深入了解,未來我們或許能夠針對Tk-AKH開發(fā)出有效、精準(zhǔn)、安全的干預(yù)手段或藥物,例如通過靶向藥物溫和抑制Tk,或者是通過特定飲食和益生菌優(yōu)化腸道信號,可以讓我們在享受美食、保證營養(yǎng)的前提下得到長壽!
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