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我们从吃垃圾食品中获得的快乐——咀嚼咸腻的炸薯条和美味的汉堡时产生的多巴胺激增——经常被指责为我们社会中暴饮暴食和肥胖率上升的原因。
吃垃圾食品带来的愉悦感——比如咬下咸咸的、油腻的薯条和美味的汉堡时多巴胺的激增——常常被认为是导致我们暴饮暴食和社会肥胖率上升的原因。然而,加州大学伯克利分校科学家的一项新研究表明,即使吃垃圾食品,享受进食的乐趣对于在一个充斥着廉价高脂肪食品的社会中保持健康体重至关重要。
矛盾的是,轶事证据表明,肥胖人群可能从进食中获得的愉悦感比正常体重的人少。对肥胖个体的大脑扫描显示,当面对食物时,与愉悦相关的大脑区域的活动减少,这一模式也在动物研究中观察到。
现在,加州大学伯克利分校的研究人员已经确定了这种现象的可能潜在原因——神经张力素(neurotensin)的减少,这是一种与多巴胺网络相互作用的大脑肽,以及一种恢复进食愉悦感的潜在策略,这种策略有助于减少总体摄入量。
研究表明,一种意想不到的大脑机制可以解释为什么长期高脂肪饮食会减少对高脂肪、含糖食品的渴望,即使这些食品仍然很容易获得。研究人员提出,肥胖个体对这些食品缺乏渴望是由于长期摄入高热量食品导致的进食愉悦感的丧失。失去这种愉悦感实际上可能会加剧肥胖的进展。
“对垃圾食品的自然偏好本身并不一定是坏事,但失去这种偏好可能会进一步加剧肥胖。”加州大学伯克利分校神经科学系教授、海伦·威尔斯神经科学研究所成员Stephan Lammel说。
研究人员发现,这种效应是由特定大脑区域中神经张力素的减少驱动的,该区域与多巴胺网络相连。重要的是,他们证明了通过饮食改变或增强神经张力素产生的基因操作来恢复神经张力素水平,可以重新唤起进食的愉悦感,并促进减肥。
“高脂肪饮食会改变大脑,导致神经张力素水平降低,进而改变我们进食和对这些食物的反应方式,”Lammel说,“我们找到了一种恢复对高热量食品渴望的方法,这实际上可能有助于体重管理。”
尽管小鼠的研究结果并不总能直接转化为人类的结果,但这一发现可能为通过恢复与食物相关的愉悦感和打破不健康饮食模式来解决肥胖问题开辟新的途径。
“想象一下在巴黎一家很棒的餐厅享用一份令人惊叹的甜点——你会感受到多巴胺和幸福感的爆发,”加州大学伯克利分校博士后研究员Neta Gazit Shimoni说,“我们发现,正常饮食的小鼠也有同样的感受,但在高脂肪饮食的小鼠中却缺失了。它们可能出于习惯或无聊而继续进食,而不是真正的享受。”
Gazit Shimoni和前加州大学伯克利分校研究生Amanda Tose是该研究的共同第一作者,Lammel是通讯作者,该研究将于3月26日发表在《Nature》杂志上。
解决肥胖研究中的长期谜题
几十年来,医生和研究人员一直在努力理解和治疗肥胖,因为无数的流行饮食和饮食方案未能产生长期效果。最近,GLP-1激动剂(如Ozempic)的成功脱颖而出,它们通过增加饱腹感来抑制食欲。
Lammel研究大脑回路,特别是多巴胺网络,它在奖励和动机中起着关键作用。多巴胺通常与愉悦相关,强化了我们寻求奖励体验的欲望,例如摄入高热量食物。
在用高脂肪饮食饲养小鼠时,Gazit Shimoni注意到一个显著的悖论:在它们的笼子里,这些小鼠强烈偏好含有60%脂肪的高脂肪饲料,而不是只有4%脂肪的普通饲料,导致它们体重过度增加。然而,当它们被带出笼子并可以自由获取黄油、花生酱、果酱或巧克力等高热量零食时,它们的进食欲望比正常饮食的小鼠要低得多,而正常饮食的小鼠会立即吃掉所有提供给它们的食物。
“如果给正常饮食的小鼠一个机会,它们会立即吃这些食物,”Gazit Shimoni说,“我们只在高脂肪饮食的小鼠中看到这种进食动机的悖论性减弱。”
她发现这种效应在过去的其他研究中也有报道,但没有人跟进以找出原因,以及这种效应如何与这些小鼠中观察到的肥胖表型相关联。
恢复神经张力素可逆转肥胖相关的大脑变化
为了研究这一现象,Lammel和他的团队使用了光遗传学技术,这种技术允许科学家用光控制大脑回路。他们发现,在正常饮食的小鼠中,刺激与多巴胺网络相连的大脑回路会增加它们对高热量食物的渴望,但在肥胖小鼠中,同样的刺激没有任何效果,这表明一定发生了某种变化。
他们发现的原因是,肥胖小鼠中神经张力素的减少如此之多,以至于它阻止了多巴胺触发对高热量食物的通常愉悦反应。
“神经张力素是这个缺失的环节,”Lammel说,“通常情况下,它增强多巴胺活性以驱动奖励和动机。但在高脂肪饮食的小鼠中,神经张力素被下调,它们失去了对高热量食物的强烈渴望——即使这些食物很容易获得。”
研究人员随后测试了恢复神经张力素水平的方法。当肥胖小鼠在正常饮食中切换回两周时,它们的神经张力素水平恢复正常,多巴胺功能得到恢复,它们重新对高热量食物产生了兴趣。
当使用基因方法人工恢复神经张力素水平时,小鼠不仅减轻了体重,还表现出焦虑减少和活动能力改善。它们的进食行为也正常化,对高热量食物的动机增加,同时在笼子里的总食物消耗量减少。
“恢复神经张力素对于防止失去对高热量食物的渴望似乎非常、非常重要,”Lammel说,“它并不能让你免于再次变得肥胖,但它有助于控制进食行为,使其恢复正常。”
朝着更精准的肥胖治疗迈进
尽管直接给予神经张力素理论上可以恢复肥胖个体的进食动机,但神经张力素作用于许多大脑区域,增加了出现不希望的副作用的风险。为了克服这一点,研究人员使用了基因测序技术,这使他们能够识别调节肥胖小鼠中神经张力素功能的特定基因和分子途径。
这一发现为未来的肥胖治疗提供了关键的分子靶点,为能够选择性增强神经张力素功能而不产生广泛系统性效应的更精准疗法铺平了道路。
“我们现在有了这些神经元的完整基因谱,以及它们如何随着高脂肪饮食而变化,”Lammel说,“下一步是探索神经张力素上游和下游的途径,以找到精确的治疗靶点。”
Lammel和Gazit Shimoni计划扩大他们的研究,探索神经张力素在肥胖之外的作用,研究其在糖尿病和饮食失调中的参与。
“更大的问题是这些系统是否在不同条件下相互作用,”Gazit Shimoni说,“饥饿如何影响多巴胺回路?在饮食失调中发生了什么?这些是我们接下来要研究的问题。”
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