醉酒小鼠食欲大增

一项小鼠研究揭示酒精会激活与饥饿相关的脑细胞

如果你给小鼠一杯啤酒,它会要一块饼干——然后又一块,又一块。如果你给人足够的啤酒,她可能会发现自己在狼吞虎咽地吃下一盘油腻的玉米片。但是,为什么狂饮也会让我们暴饮暴食呢?最近的研究表明,原因可能不在胃里,而是在大脑中。《自然-通讯》杂志今天发表的一项研究发现,酒精会激活控制饥饿的脑细胞,即使小鼠并不真的饿,也会让醉酒的小鼠四处寻找零食。

伦敦弗朗西斯·克里克研究所米尔希尔实验室的研究人员将小鼠灌醉,然后标记并记录了与饥饿相关的脑细胞的电活动,揭示了一种神经机制,可以解释为什么动物在狂饮后吃得更多,即使它们的身体并不需要这些卡路里。

虽然我们胃里的饥饿感通常会提醒我们该吃饭了,但摄取食物的冲动源于我们的大脑,位于下丘脑的称为刺鼠相关蛋白 (AgRP) 神经元的脑细胞在控制饥饿方面起着关键作用。一项先前的研究表明,当 AgRP 神经元被激活时,小鼠几乎会立即寻找食物并开始进食,即使它们的胃已经饱了。相比之下,当 AgRP 神经元失活时,饥饿的小鼠也不会进食。AgRP 神经元在人类饥饿中也起着类似的作用:在自然条件下,当我们的身体需要卡路里时,它们会被激活,向我们发出应该寻找食物的信号。然而,当酒精参与其中时,情况就不同了。虽然酒精的热量密度仅次于脂肪,但之前的研究表明,饮酒会导致人类吃得更多,这种悖论让主要作者克雷格·布洛梅利和莎拉·凯恩斯及其同事想知道,这是否是大脑的责任。


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神经科学家首先着手证实,饮酒会迫使小鼠吃得更多。他们每天一次,连续三天向雄性和雌性小鼠的腹部注射酒精(单独饲养以控制社会因素),模拟“酒精周末”。每次注射相当于小鼠大约两瓶葡萄酒,或六到八品脱英式啤酒——布洛梅利称之为“适当的狂饮”。在为期三天的过程中,喝醉的小鼠(无论雌雄)比清醒的小鼠吃得更多——这种差异在狂饮的第二天尤为明显。

为了研究 AgRP 神经元是否部分导致了这种行为,研究人员将小鼠的大脑切成薄片,并标记了 AgRP 神经元(用营养液保持存活),以便细胞中的钙在显微镜下发出绿光——作为细胞活性的代表。当研究人员将切片浸泡在不同浓度的酒精中时,他们发现酒精浓度越高,钙水平升高得越多。接下来,研究人员将神经元暴露于不同浓度的酒精中,并使用探针记录细胞的电活动。他们发现,酒精暴露会改变细胞中的钙交换,这会导致 AgRP 神经元更频繁和更容易地放电。酒精冲洗掉后,AgRP 神经元的活动恢复正常,表明细胞没有被永久改变。

总之,这些结果表明,酒精直接激活大脑中的 AgRP 神经元,这就是为什么即使小鼠不需要进食,也会不停地吃东西的原因。但这告诉我们关于我们自己与酒精相关的饮食习惯什么呢?布洛梅利和凯恩斯指出,虽然我们不能肯定地说这种机制在人类身上是否以相同的方式运作,但这种大脑回路在进化上是古老的,并且在哺乳动物物种中高度保守。“我毫不怀疑 AgRP 神经元在人类中会被激活,”凯恩斯说,“这就是你看到这种效果的原因。”她补充说,在肥胖症的背景下,了解饮酒和暴饮暴食之间的关系尤为重要。虽然肥胖症在许多发达国家呈上升趋势,酒精摄入量也在增加,但两者通常是分开研究的。“这项研究将两者联系在一起,”她说。这项工作“表明,如果你增加了酒精摄入量,那么由于酒精对你大脑的影响,你将会提高食物摄入量。”

霍华德·休斯医学研究所的神经科学家斯科特·斯特恩森没有参与这项研究,他说这项工作首次展示了酒精如何激活 AgRP 神经元。他认为这项研究是“进一步研究的一个有趣且出乎意料的起点”,但他质疑研究中使用的酒精高水平是否与人类经常与暴饮暴食相关的饮酒类型一致。他补充说,与小鼠相比,人类行为是复杂的,其他环境或社会因素可能会影响饮酒时的食物摄入量。

印第安纳大学的神经科学家大卫·卡雷肯和罗伯特·孔西丁指出,虽然一些人体研究表明餐前饮酒会增加食物摄入量,但原因尚不清楚。他们补充说,这些“优雅的动物实验”涉及在人类身上无法进行的操作,并且对于更好地理解酒精如何影响饥饿是必要的。“这项工作揭示了餐前开胃酒如何推动我们增加一些体重,”他们在电子邮件中写道。

在这项工作的基础上,凯恩斯对为什么酒精似乎让我们渴望某些食物(例如那些油腻的玉米片)感兴趣。“我从来没有喝过酒然后真的想吃沙拉,”她说,“看看[醉酒的]小鼠是否偏爱高脂肪饮食会很有趣。”

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