肥胖的人為何會(huì)吃得更多，新研究發(fā)現(xiàn)這與大腦“剎車”失靈有關(guān)
肥胖重塑了動(dòng)物大腦神經(jīng)興奮程度，使進(jìn)食“剎車”信號(hào)被破壞。圖片來(lái)自pixabay.com
撰文 | 計(jì)永勝
責(zé)編 | 葉水送
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肥胖是心血管疾病（如中風(fēng)）、運(yùn)動(dòng)障礙（如骨關(guān)節(jié)炎）和癌癥（如乳腺癌、肝癌等）等多種疾病的誘發(fā)因素，也是世界性的健康問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年全球5-19歲青少年肥胖人數(shù)已達(dá)3.4億，成年人肥胖人數(shù)更是高達(dá)6.5億[1]。
圖1.兒童肥胖人數(shù)呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。圖片來(lái)自WHO
能量不平衡是造成肥胖的主要原因，但有意思的是，我們?cè)谏钪薪?jīng)常發(fā)現(xiàn)，肥胖的人似乎會(huì)吃得更多。這又是為什么？
2019年6月28日，《科學(xué)》雜志在線發(fā)表了南加州大學(xué)精神病學(xué)系教授GarretD.Stuber（現(xiàn)就職于華盛頓大學(xué)）及其合作者的科研成果。該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，肥胖可以影響小鼠大腦神經(jīng)細(xì)胞的興奮程度，使控制進(jìn)食的神經(jīng)“剎車”功能被抑制[2]。
也就是說(shuō)，肥胖的人可能主觀上不想吃，但是真的停不下來(lái)……
該研究具體是怎么進(jìn)行的呢？
圖2.研究人員對(duì)LHA區(qū)域細(xì)胞進(jìn)行基因表達(dá)分析。圖片來(lái)自Science
科研人員首先分別將正常飲食小鼠和高脂肪飲食小鼠的下丘腦外側(cè)區(qū)（Lateral Hypothalamic Area，LHA）細(xì)胞進(jìn)行分離，檢測(cè)了單個(gè)細(xì)胞的基因表達(dá)的變化（圖2）。下丘腦外側(cè)區(qū)是調(diào)節(jié)動(dòng)物飲食、能量平衡等生理行為的關(guān)鍵區(qū)域。
研究人員發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域特異表達(dá)囊泡谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體2（Vglut2）的谷氨酸能神經(jīng)元LHAVglut2的基因表達(dá)變化幅度最大。而LHAVglut2神經(jīng)元在基因水平上與人體體重指數(shù)（BMI）的關(guān)聯(lián)度很高。同時(shí)，表達(dá)水平變化的基因多數(shù)與神經(jīng)元活動(dòng)相關(guān)。
鑒于此，科研人員隨后檢測(cè)了蔗糖飼喂刺激對(duì)正常小鼠大腦LHAVglut2神經(jīng)元興奮程度的影響。結(jié)果顯示，蔗糖刺激可以引起LHAVglut2神經(jīng)元興奮，并且小鼠經(jīng)預(yù)先進(jìn)食后，蔗糖刺激引起的神經(jīng)元興奮程度要比饑餓狀態(tài)下刺激的水平高。
也就是說(shuō)，LHAVglut2神經(jīng)元對(duì)蔗糖刺激的反應(yīng)程度可以作為動(dòng)物進(jìn)食動(dòng)機(jī)的指標(biāo)：小鼠食欲越低，LHAVglut2神經(jīng)元興奮度越高。
那么，LHAVglut2神經(jīng)元在肥胖小鼠又是什么情況呢？
圖3.肥胖小鼠LHAVglut2神經(jīng)元對(duì)蔗糖刺激的反應(yīng)性降低。圖片來(lái)自Science
科研人員將小鼠連續(xù)飼喂12周高脂肪飼料“育肥”后，檢測(cè)了這群肥胖小鼠對(duì)蔗糖刺激的反應(yīng)：LHAVglut2神經(jīng)元的興奮程度降低了（圖3）。
圖4.LHA區(qū)域神經(jīng)元的進(jìn)食“剎車”功能。圖片來(lái)自Science
也就是說(shuō)，下丘腦外側(cè)區(qū)LHAVglut2神經(jīng)元的興奮可能是動(dòng)物進(jìn)食的一種“剎車”信號(hào)，正常情況下，該神經(jīng)元在動(dòng)物進(jìn)食時(shí)興奮水平高，“剎車”靈敏，會(huì)抑制人大量攝入食物。而肥胖者會(huì)抑制LHAVglut2神經(jīng)元的活動(dòng)，從而降低了“剎車”的功能（圖4）。
加拿大卡爾加里大學(xué)霍奇基斯腦研究所教授StephanieL.Borgland在同期《科學(xué)》雜志發(fā)表的評(píng)論文章稱，該研究提供了一個(gè)非常有前景的假說(shuō)，就是飲食引發(fā)的肥胖破壞了LHAVglut2神經(jīng)元對(duì)進(jìn)食的“減速”能力[3]。
“后續(xù)的研究也應(yīng)該考慮LHA區(qū)域其他神經(jīng)細(xì)胞亞群在調(diào)節(jié)進(jìn)食中的作用?！盉orgland補(bǔ)充道。
參考文獻(xiàn)
[1] 世界衛(wèi)生組織網(wǎng)站https://www.who.int/en/news-room/fact-sheets/detail/obesity-and-overweight
[2] Mark A. Rossi, Marcus L. Basiri, Jenna A. McHenry, et al. Obesity remodels activity and transcriptional state of a lateral hypothalamic brake on feeding. Science. 2019: 364 (6447) 1271-1274. DOI: 10.1126/science.aax1184
[3] Stephanie L. Borgland, Releasing the brake on eating. Science. 2019: 364 (6447) 1233-1234. DOI: 10.1126/science.aay0204
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