肠道细菌利用复杂的碳水化合物调节宿主食物消耗.
Kristie B Yu1, Celine Son2, Ezgi Özcan2,3
1Department of Integrative Biology and Physiology, University of California, Los Angeles, Los Angeles, CA, USA. kbyu@mednet.ucla.edu.
肠道细菌通过感知它们可以消化食碳水化合物的程度来影响食物选择. 小鼠更喜欢含碳水化合物的饮食,因为它们的特定肠道细菌不能很容易发酵,这影响了食行为.
科学领域:
- 微生物学 微生物学
- 营养科学 营养科学
- 神经科学是一个神经科学.
背景情况:
- 肠道微生物群在宿主养行为中发挥作用,但其机制尚未完全理解.
- 肠道细菌代谢复杂的碳水化合物,产生代谢物,作为能量来源和信号分子.
- 了解细菌新陈代谢如何影响营养摄入对于理解食物选择至关重要.
研究的目的:
- 研究肠道细菌对果糖多糖的新陈代谢如何影响宿主对含碳水化合物饮食的消费.
- 探索细菌发酵特定的果糖和宿主养行为之间的关系.
- 为了确定参与这种肠道-细菌-宿主相互作用的神经通路.
主要方法:
- 利用一种以特定的 Bacteroides 物种 (B. thetaiotaomicron 和 B. ovatus) 殖民的 gnotobiotic 鼠标模型.
- 用于含有不同甘油酸结合的果实素 (levan和inulin) 的饮食.
- 评估了饮食摄入量,操纵了参与果糖利用的细菌基因,并测量了下丘脑中神经元的激活.
主要成果:
- 小鼠消耗了更多的含有碳水化合物的饮食,而它们的殖民细菌无法发酵.
- 被B. thetaiotaomicron (ferments levan) 殖民的小鼠吃更多的胰岛素饮食;被B. ovatus (ferments inulin) 殖民的小鼠吃更多的胰岛素饮食.
- 改变细菌发酵能力影响了饮食偏好,将其与弧形核中的神经元激活联系起来.
结论:
- 肠道细菌的营养代谢直接调节基于差异能量提取的宿主食物消耗.
- 主体养行为受到肠道微生物群感知和处理食营养素的能力的影响.
- 这项研究提供了关于肠道细菌,饮食和宿主食物选择决定之间的复杂相互作用的见解.
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