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说到嗅觉,人们通常会认为是鼻子和脑子的事。不过,顶尖学术期刊《自然》今日在线刊登的一篇研究论文让我们对嗅觉有了新的认识。
科学家们发现,嗅觉还与肠子有着密切关系。肠道发生炎症时,会直接影响中枢神经系统,让嗅觉变得不那么灵敏。值得注意的是,这种炎症既有可能是急性肠道感染,也包括了衰老过程中积累的慢性肠道炎症——难怪年纪大了,原本诱人的食物闻着没有以前那么香了……
科学家们利用经典的实验动物果蝇开展了这项研究。虽然果蝇用来闻气味的器官和人类很不一样——它们没有鼻子,而是靠触角和下颚的附须搜集气味分子,但果蝇的嗅觉系统与哺乳动物有着相似的组织结构,又相对更简单,成为了研究嗅觉的一个理想模型。
而且和我们一样的是,果蝇老了也会嗅觉迟钝,对喜爱的气味和讨厌的气味都变得不那么敏感。
研究人员首先查看了果蝇发生急性肠道感染时的情况。当果蝇由于感染肠道病原体而“食物中毒”,嗅觉的辨别力一时之间大为下降。
他们发现,急性感染后肠道上皮细胞(enterocyte)会分泌炎症因子Upd2和Upd3。中枢神经系统中有一种胶质细胞(ensheathingglia),在接收到炎症因子发出的化学信号后,细胞内JAK/STAT信号通路被直接激活。进一步分析基因表达的结果显示,这一信号通路的激活改变了这类胶质细胞的脂质代谢,通过促进中性脂滴的积累,最终抑制了嗅觉灵敏性。
结果,在急性肠道感染的情况下,吃坏肚子的动物因为暂时性嗅觉迟钝,对食物的兴趣大减,从而避免了继续吃下更多的病原体,提高生存率。
除了急性肠道感染外,在衰老的情况下,慢性的肠道炎症同样引起了肠道与神经系统的跨组织信号通路交流。
在这种情况下,研究人员指出,衰老的胶质细胞中的氧化应激反应增加,这让胶质细胞的健康雪上加霜。一方面肠道产生的炎症因子促进了中性脂滴在胶质细胞中的积累,另一方面氧化应激反应造成中性脂滴被过氧化。过氧化的脂滴长期积累促使神经胶质细胞随着衰老逐渐死亡,导致老年果蝇持续性的嗅觉迟钝。
这项研究的第一作者蔡晓宇博士总结说:“我们发现,肠道的炎症因子Upd2、Upd3可以通过调节JAK/STAT信号通路在中枢神经系统内一种神经胶质细胞的信号传导,来影响神经胶质细胞的功能,进而影响嗅觉的敏感性。“
注:本文旨在介绍医药健康研究进展,不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导,请前往正规医院就诊。
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