胃肠激素在记忆调节中的作用研究进展

胃肠激素在记忆调节中的作用研究进展姚扬杨佳佳汪志云摘要:脑-肠轴,即脑与胃肠激素之间的相互作用关系已研究多年。脑-肠轴是一种双向的信息交流,它不但调节了胃肠功能的稳态而且与更高级的情绪与认知功能相关。进食时,消化道会分泌很多激素并通过外周途径影响不同的组织器官,包括大脑。而下丘脑在能量代谢、营养平衡以及摄食行为调控中起到重要的作用,它能将内脏功能与海马、杏仁核及皮层等肢体功能进一步整合起来。这些脑区主要参与大脑的高级功能,如认知功能、及情绪的调节。现对近年来不同胃肠激素对学习与记忆的调节功能进行综述。了解这类激素在记忆中的作用,将有助于寻找治疗与学习记忆障碍相关神经疾病的新型治疗策略。关键词:脑-肠轴;胃肠激素;海马;学习记忆:R388.6:ADOI:10.3969/j.issn.1006-1959.2018.14.015:1006-1959(2018)14-0046-03Abstract:Gut-brainAxis,theinteractionbetweenbrainandgastrointestinalhormoneshasbeenstudiedformanyyears.Thegut-brainAxisisatwo-waycommunicationofinformation,whichnotonlyregulatesthehomeostasisofgastrointestinalfunction,butalsoisrelatedtohigheremotionalandcognitivefunctions.Wheneating,thedigestivetractsecretesmanyhormonesandaffectsdifferenttissuesandorgans,includingthebrain,throughperipheralpathways.Thehypothalamusplaysanimportantroleintheregulationofenergymetabolism,nutritionalbalanceandfeedingbehavior.Itcanfurtherintegratevisceralfunctionwithhippocampus,amygdalaandcortex.Theseareasaremainlyinvolvedinadvancedfunctionsofthebrain,suchascognitivefunction,andemotionalregulation.Thispaperreviewstheregulationofdifferentgastrointestinalhormonesonlearningandmemoryinrecentyears.Understandingtheroleofthesehormonesinmemorywillhelptofindnewstrategiesforthetreatmentofneurologicaldisordersassociatedwithlearningandmemorydisorders.Keywords:Gut-brainAxis;Gastrointestinalhormones;Hippocampus;Learningandmemory脑-肠轴(Gut-brainAxis,GBA)不但对消化系统稳态的调节发挥重要作用,也能对高级认知功能产生影响[1]。GBA的功能是监视胃肠功能并整合胃肠系统,同时将脑中的认知、情绪中心与肠反射、肠道通透性、免疫激活以及内分泌信号系统等外周的消化道功能联系起来。这是一个双向的交流网络,包括中枢神经系统(脑和脊髓)、自主神经系统、肠神经系统及下丘脑-垂体-肾上腺轴[2]。人体胃肠系统是产生激素最多的器官。下丘脑中存在饥饿和饱腹控制中心,包括下丘脑弓形核,它允许外周的肽类和蛋白进入并直接作用于其中的神经元上。这些神经元同时共表达多种其他肽类,它们可以刺激进食使动物增重。除此之外,弓形核内的神经元还表达一些能够抑制摄食使动物减重的肽类[3]。下丘脑负责协调内脏活动并参与整合海马、杏仁核及大脑皮层等边缘系统结构的功能。本综述总结了这些在大脑的学习记忆功能中发挥重要作用的胃肠激素,有望为记忆障碍相关疾病的治疗提供潜在选择。1海马在记忆中的作用及相关信号通路海马与杏仁核、丘脑、下丘脑、基底核及扣带回一并组成了边缘系统。海马与空间记忆及情景记忆高度相关,海马中产生的长时程增强(long-termpotentiation,LTP)被广泛认为是学习记忆的基础。LTP细胞学机制取决于海马CA1区中的不同的调节通路。在海马中,LTP的诱导与谷氨酸受体的反复激活及突触后细胞的兴奋性去极化相关,后者是由钠离子通道的开放造成的。而钠离子通道的开放又进一步使电压门控和配体门控的钙通道开放,钙离子的内流使得钙依赖的蛋白激酶激活,从而调节突触后细胞的功能。值得注意的是,LTP活动也与其他的信号通路高度相关,例如PI3K信号通路、CREB通路以及ERK/MAPK通路。神经元具有结构和功能的可塑性(突触可塑性),这一特性有助于细胞学层面的学习。学习记忆过程中涉及多种信号通路,其中最主要的是谷氨酸能信号系统、胆碱能信号系统及第二信使系统。2不同的胃肠激素对认知功能的作用2.1胃饥饿素与记忆胃饥饿素...

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