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研究为治疗普遍性疾病提供了新方法
这项研究发现了大脑中一个将压力与血糖升高联系起来的回路,因此可能将压力与2型糖尿病联系起来。在压力环境下,这条从杏仁核到肝脏的回路会自然地产生能量爆发。当引入慢性压力和高脂饮食时,研究人员观察到该回路的输出受到干扰,具体来说,是肝脏产生过量的葡萄糖。长期血糖升高会导致高血糖症,并增加罹患2型糖尿病的风险。
这项研究的独特之处:这是研究人员首次描述大脑内侧杏仁核(杏仁核中负责对压力作出反应的特定区域)与肝脏葡萄糖生成之间的联系。这项在动物模型上进行的研究代表了一种针对糖尿病的新方法,并揭示了压力作为糖尿病和死亡率上升的重要驱动因素。
迄今为止,大多数研究都集中在下丘脑和脑干如何调节血糖。这些区域是大脑中维持稳态的区域,控制着饥饿、口渴和消化等功能。发现传统上与情绪相关的杏仁核也控制着血糖,这是一个重大的思维转变。
这项研究的重要性:这些发现对我们思考预防医学和疾病成因(包括压力和健康的社会决定因素)具有重要意义。因血糖反应异常(过高或过低)入院的患者并发症和死亡率显著升高。此外,研究还表明,慢性压力与2型糖尿病风险增加相关,全球有5亿人受2型糖尿病影响。
研究方法:为了了解压力如何改变杏仁核的大脑活动,研究人员监测了小鼠内侧杏仁核的神经活动。他们发现,从社会压力到视觉压力等多种类型的压力都会增加内侧杏仁核的活动,并且正如预期的那样,也会导致小鼠血糖升高。
随后,他们开启了未受压力的小鼠的内侧杏仁核神经活动,小鼠体内也出现了与压力相关的血糖升高,但并未引起压力引起的行为改变。这表明,来自内侧杏仁核的神经回路控制着血糖对压力的反应。
研究人员随后追踪了从内侧杏仁核经下丘脑到肝脏的神经元连接,结果显示压力会激活连接内侧杏仁核和下丘脑的神经元,导致肝脏释放的葡萄糖增加。
结果:研究表明,暴露于一系列急性应激源会导致循环血糖迅速升高 70%。在应激暴露时,内侧杏仁核神经元的活动增加了约两倍。由于这种活动变化发生在血糖变化之前,我们推测内侧杏仁核可能是导致血糖升高的原因。为了验证这一点,研究人员在未受应激的小鼠中开启了内侧杏仁核神经元,结果血糖升高了 50%。
为了确定内侧杏仁核神经活动升高血糖的机制,我们利用病毒识别并绘制了相关的神经回路,发现内侧杏仁核神经元与下丘脑和肝脏之间有重要的连接。当我们开启杏仁核与下丘脑的连接时,肝脏释放的葡萄糖量几乎翻了一番。
此外,研究人员发现,反复的压力和高脂饮食的结合会改变内侧杏仁核和肝脏之间的回路,导致小鼠血糖长期升高,即使小鼠不再受到压力也是如此。研究表明,当小鼠反复受到压力时,该回路会变得脱敏,导致神经和血糖对后续压力的反应减弱,从而使小鼠更容易患上糖尿病。
这些发现表明,反复的压力会破坏内侧杏仁核-下丘脑-肝脏回路,增加肝脏葡萄糖的释放。
这项研究对医生和患者的意义:
这项研究使临床医生更好地了解了压力和血糖控制之间的联系机制,为开发治疗方法开辟了新的途径,以帮助降低糖尿病的风险,改善糖尿病患者的血糖控制,特别是对压力水平较高的糖尿病患者。通过了解压力控制血糖的神经回路,我们可以确定有助于调节血糖和降低二型糖尿病风险的治疗方法。
这些发现表明需要进一步的研究来更详细地研究内侧杏仁核-下丘脑-肝脏回路,检查所涉及的神经细胞类型,并观察短期和长期压力如何改变回路结构和基因表达。
进一步的研究也可以帮助了解采取措施减轻压力是否会逆转神经回路的破坏,降低患糖尿病的风险,并使神经回路恢复健康功能。
:“这项研究的结果不仅改变了我们对压力在糖尿病中的作用的看法,也改变了我们对杏仁核作用的看法。以前,我们认为杏仁核只控制我们对压力的行为反应——现在,我们知道它也控制身体反应。压力对糖尿病的影响是巨大的。但不仅仅是糖尿病:压力对许多其他疾病都有更广泛的影响。这意味着解决导致压力的社会决定因素可能会改善健康,包括糖尿病,”Stanley博士说。
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