大脑与肠道的对话：“吃啥？”

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图文作者：李方周，赵明来（复旦大学）
脑科学世界（brainnews团队）经授权发布

一个人体内，大约有37万2千亿个细胞，日复一日地努力工作着。可他们并不孤独，因为同一时刻，约40万亿的细菌陪伴着他们。

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图1. 肠道内环境，图片源自动漫《工作细胞》
这些细菌绝大部分分布在宿主的胃肠道，他们凭借食物消化的产物稳定地定居在人体之中，形成了肠道微生物群（gut microbiota）。比人体细胞总数还要庞大的肠道微生物，非但不是身体“看不见的客人” ，甚至还会向主人主动“点餐” ，以满足自身生长所需的营养。

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图2. 肠道益生菌，图片源自动漫《工作细胞》
2006年Turnbaugh等人的研究显示，给无菌小鼠种植来自肥胖小鼠或相对肥胖人群的肠道微生物群导致了这些小鼠的体脂增高，表明肠道微生物菌群对肥胖的发展起到了重要的作用。
然而，肠道微生物如何影响营养偏好或食物渴望等进食行为，其具体的机制和通路仍不清楚。
其实，在进行肠道微生物对进食影响的进一步探索之前，科学家已经对摄食行为的神经生物调节有了丰富的认识。
摄食行为的神经生物调节十分复杂，科学家将调节摄食行为的神经通路分为“为了体内能量平衡”的保持内稳态（homeostatic）和“激励过程”的非保持内稳态（non-homeostatic）两大类。
控制内稳态平衡的通路会对能量和其他代谢失衡做出反应，主要参与该通路的有下丘脑和脑干核团；非内稳态调节的通路，比如进食的享乐主义和认知调节，由额皮质区、中脑边缘系统和海马体等更高级的脑区域进行处理。若抛开人为划分的脑区，上述各个部位之间也能够相互联系，互相调节对能量状态作出的反应和习得的摄食行为。
除此之外，迷走神经在起到双向传递脑和胃肠道之间信息作用的同时，也通过在调节高级脑功能区时传递胃肠道的饥饿与饱腹信号的方式，将内稳态相关与非内稳态相关的进食行为联系了起来。
基于以上神经生物对摄食行为调节通路的认识基础，与微生物对摄食行为确有影响的发现，越来越多的研究开始探究肠道微生物群与摄食行为的关系，并发现——肠道微生物群能够调节宿主的代谢和胃口，对肥胖和进食障碍等疾病治疗的临床转化意义；微生物群的代谢物和细菌组分可以通过肠道饱腹途径影响宿主食欲等等，更有许多文献报道了肠道微生物菌群对特定脑区内稳态相关和非内稳态相关具体通路及机制的影响。