挑戰常規！大腦主動地攝取血糖

來源：作者：人氣：-發表時間：2016-08-15 09:39:00【大中小】

在一項新的研究中，來自德國慕尼黑理工大學等機構的研究人員發現我們的大腦主動地從血液中獲取葡萄糖。至此之前，全世界各地的科學家們認為這完全是一種被動過程。在這項新的研究中，他們報道將血液中的葡萄糖（即血糖）轉運到大腦內受到所謂的對胰島素或瘦蛋白（leptin）等激素作出反應的神經膠質細胞的調節，而在此之前，人們認為這種情形只可能是針對神經元的。相關研究結果發表在2016年8月11日那期Cell期刊上，論文標題為“Astrocytic Insulin Signaling Couples Brain Glucose Uptake with Nutrient Availability”。

肥胖發病率的不斷增加和與肥胖相關聯的2型糖尿病擴散代表著我們社會所面臨的重大挑戰。目前還沒有既安全而又有效的藥物來預防或阻止這種疾病的發展。不能開發出足夠好的療法被認為主要是源自一個事實：控制全身代謝的分子機制仍然在很大程度上是未知的。

代謝控制：為大腦提供葡萄糖

論文通信作者、慕尼黑理工大學代謝病主席Matthias Tschöp正在研究大腦中的控制中心如何遠程控制我們體內的代謝以便最佳地加以調整來適應我們的環境。在人體所有器官中，大腦是消耗葡萄糖最高的器官，而且也控制著饑餓感等感覺。

論文第一作者、德國亥姆霍茲糖尿病中心神經生物學家Cristina García-Cáceres博士說，“我們因此猜測給大腦提供充足葡萄糖的過程是不可能完全隨機的。我們被神經細胞似乎不能夠控制這個過程的事實所誤導，因而首先想到的就是它是被動發生的。隨后，我們想到星形膠質細胞等神經膠質細胞可能參與將葡萄糖轉運到大腦中，其中星形膠質細胞長期以來被誤解為并不那么重要的‘支持細胞’。”

因此，研究人員首先研究了星形膠質細胞表面上的胰島素受體的活性，以及這種受體對胰島素作出反應從而影響細胞代謝的分子結構。他們發現如果這種受體在某些星形膠質細胞表面上缺失的話，那么結果就是控制食物攝取的神經元---POMC神經元（proopiomelanocortin neuron）---并不那么活躍。

與此同時，在正電子發射斷層成像等先進成像技術的幫助下，研究人員能夠證實胰島素和瘦蛋白等激素好比如一種葡萄糖開關，特異性地在星形膠質細胞表面上發揮作用，從而調節大腦對葡萄糖的攝入。如果沒有胰島素受體，星形膠質細胞就不能高效地將葡萄糖轉運到大腦內，特別是位于海馬體的飽腹中樞（satiety center）區域。

顛覆性的觀念改變

Matthias Tschöp解釋道，“我們的結果首次證實至關重要的代謝過程和行為過程并不是單獨受到神經元的調節，而且大腦中的其他細胞類型，如星形膠質細胞，也在其中發揮著關鍵性作用。這代表著一種顛覆性的觀念轉變，可能有助解釋迄今為止開發高效而又安全地治療肥胖和糖尿病的藥物是如此困難。”

根據研究人員的說法，如今，在開展大量新的研究中，科學家們將有必要調整這種古老的觀念：對食物攝入和代謝的控制完全是由神經元控制的，這是因為星形膠質細胞，甚至很可能大腦中的免疫細胞，也在其中發揮著至關重要的作用。一旦更好地理解這些不同細胞之間的相互作用，人們就想發現調節多種細胞表面上分子途徑的方法和物質來控制大腦對葡萄糖成癮和最終為不斷增加的肥胖和糖尿病患者提供更好的療法。García-Cáceres聲稱，“我們面前還有大量研究需要開展，但是至少就目前而言，我們更好地了解在何處開展研究。”

原文來源

Astrocytic Insulin Signaling Couples Brain Glucose Uptake with Nutrient Availability