腸道細菌可能會改變?nèi)湎x的行為 影響飲食習慣

腸道細菌很小，但不僅會在宿主動物的消化健康中發(fā)揮重要作用，而且還會影響它們的整體健康。根據(jù)《自然》雜志的一項新研究，蠕蟲中的特定腸道細菌可能會改變動物的行為，指導其進食決策。該研究部分由美國國立衛(wèi)生研究院資助。

美國國立衛(wèi)生研究院國家神經(jīng)疾病和中風研究所(NINDS)的項目主任羅伯特·里德爾(Robert Riddle)博士說：“我們一直在尋找超出胃的腸道細菌的令人驚訝的作用。”“在這里，腸道細菌正在影響動物對環(huán)境的感知，并導致其向同一細菌的外部來源遷移。腸道細菌實際上使它們的物種對動物更鮮美。”

馬薩諸塞州沃爾瑟姆市布蘭代斯大學的研究人員是由該論文的博士后研究員兼**作者邁克爾·奧唐納爾博士和生物學教授，該研究的資深作者皮亞里·森古普塔博士領(lǐng)導的。有興趣了解腸道細菌是否有可能控制宿主動物的行為。該小組研究了腸道細菌對蠕蟲(線蟲)如何嗅出并選擇下一餐的影響。

細菌是蠕蟲的主要食物。在這項研究中，研究人員測量了喂食不同細菌菌株的蠕蟲如何與辛醇反應，辛醇是某些細菌分泌的一種大酒精分子，通常在高濃度存在時，蠕蟲通常會避免。

O'Donnell博士和他的同事們發(fā)現(xiàn)，與在其他細菌上繁殖的動物相比，在Providencia alcalifaciens(JUb39)上繁殖的蠕蟲避免辛醇的可能性較小。奇怪的是，他們發(fā)現(xiàn)活的JUb39細菌存在于向辛醇遷移的蠕蟲的腸道中，這表明其行為可能部分取決于這些細菌產(chǎn)生的物質(zhì)。

接下來，研究人員想知道細菌是如何控制蠕蟲的。

O'Donnell博士說：“從微生物到行為，我們一直可以將各個點連接起來，并確定該過程可能涉及的整個途徑。”

腦化學酪胺可能在此反應中起重要作用。在蠕蟲中，酪胺被轉(zhuǎn)化為化學章魚胺，后者以控制回避行為的感覺神經(jīng)元上的受體為目標。這項研究的結(jié)果表明，細菌產(chǎn)生的酪胺可增加章魚胺的水平，從而通過抑制對這些神經(jīng)元驅(qū)動的辛醇的回避，使蠕蟲對辛醇的耐受性更高。

使用其他行為測試，研究人員發(fā)現(xiàn)，將蠕蟲在JUb39上生長時，對它們進行遺傳工程改造以使其不產(chǎn)生酪胺不會影響對辛醇回避的抑制。這表明由細菌產(chǎn)生的酪胺可能能夠補償那些動物體內(nèi)缺少的內(nèi)源性酪胺。

其他實驗表明，在JUb39上生長的蠕蟲比其他細菌性食物來源更喜歡吃這種類型的細菌。還發(fā)現(xiàn)由細菌產(chǎn)生的酪胺對于該決定是必需的。

Sengupta博士說：“通過這種方式，細菌可以控制宿主動物的感官決策過程，從而影響它們對氣味的反應，并可能影響食物的選擇。”

未來的研究將確定由細菌產(chǎn)生的可能與改變其他蠕蟲行為有關(guān)的其他大腦化學物質(zhì)。此外，尚不清楚腸道內(nèi)存在的細菌菌株的特定組合是否會導致對環(huán)境線索的不同反應。盡管蠕蟲和哺乳動物具有許多相同的基因和生化過程，但尚不清楚高階動物中是否存在相似的途徑和結(jié)果。