脂肪是否可能存在于观察者的脑海中?一项新的研究表明,大脑中警告食欲调节神经元关于多余脂肪储存的信号可能会被抑制,导致大脑无法意识到身体的状况。结果是:身体完全忽略了自己的构成,因此不会尝试增加能量消耗或减少食欲以帮助减少脂肪。
这项新发现——发表在本周的《细胞代谢》杂志上——可能给美国9000万肥胖人群带来希望,因为它证实了一个可能的治疗靶点,该靶点可以重新激活大脑的敏感性,使其能够识别并采取措施防止脂肪堆积。
身体计算脂肪储存的关键是激素瘦素。下丘脑的弓状核部分(连接神经系统和内分泌系统的大脑区域)在脂肪细胞分泌瘦素后会感知到它。肥胖人群的瘦素水平很高,但研究人员已经确定,由于某种原因,大脑经常会对食用高脂肪饮食的人产生瘦素不敏感,实际上允许身体忽略自身的肥胖。布朗大学和俄勒冈健康与科学大学(OHSU)在波特兰的研究人员开发了一种小鼠模型,试图检测高脂肪摄入期间瘦素信号系统在哪里出现故障。科学家们给一组小鼠喂食了20周——相当于普通小鼠寿命的四分之一——的高脂肪饮食。其中60%的动物变得肥胖并产生了大量的瘦素。另外40%保持了相同的体重并保持了正常的瘦素水平。
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该研究的资深作者、OHSU神经科学家迈克尔·考利不确定为什么所有吃高脂肪食物的小鼠都没有增重。“这些小鼠是近亲繁殖的,因此它们的基因完全相同,”他说,他推测“这可能是出生后的影响——也许母亲偏爱某些小鼠而不是其他小鼠。”
研究人员通过从小鼠身上切除下丘脑来测试两组小鼠的瘦素功能。“在瘦小鼠中,瘦素有剂量反应效应,”考利说,这意味着更多的瘦素会导致更多的化学信号或神经肽的产生,这些信号或神经肽会激活增加或减少食欲的途径。“在对瘦素没有行为反应的肥胖小鼠中,瘦素也没有引起下丘脑神经肽分泌的变化。”
通常,瘦素与弓状核中的受体结合,触发一系列化学信号,最终激活SOCS-3,这是一种抑制反应的抑制剂。科学家们确定,肥胖动物有足够的瘦素受体,但SOCS-3的数量有所增加,这可能阻碍了脂肪激素的任何激活。
该团队的发现进一步证实了这一发现,即通常由瘦素触发的化学物质仍然完好无损。当研究人员从肥胖动物的饮食中去除脂肪时,腹胀的小鼠恢复了正常体重,并且在接下来的20周内瘦素敏感性重新出现。考利说,这表明“只有主要的瘦素感应细胞在肥胖中失效;其余的神经通路完好无损:只有链条中的一个环节断了。”
这表明,可能开发出一种肥胖治疗方法,通过降低大脑中的SOCS-3水平来重新激活瘦素信号系统。哈佛医学院教授克里斯蒂安·比约巴克表示,新发现证实了早先将SOCS-3水平与瘦素不敏感联系起来的研究。但他指出,“表明下游神经回路完好无损——甚至过度敏感——的实验确实指出,表达瘦素受体的初级神经元中的缺陷可能是高脂肪喂养小鼠肥胖的潜在原因。”
考利说,SOCS-3可能是抗肥胖药物开发的一个潜在靶点,但他指出,它也是一种免疫系统调节剂,这意味着它的功能不能也不应该被完全阻断。他说,一种可能的解决方案可能是“一种区域性可靶向的SOCS-3抑制剂,一种特别脂溶性的物质——使其集中在大脑中——或一种部分拮抗剂,一种稍微抑制SOCS-3但不至于引起免疫风暴的物质。”