Cell：大腦決定你胖不胖

日期：2015-01-19 08:59:00

科學家們發(fā)現(xiàn)，胰島素和瘦素會對小鼠下丘腦的特定神經(jīng)元起作用，促進白色脂肪的棕色化。

儲存能量的白色脂肪可以通過棕色化轉(zhuǎn)變?yōu)榇x活躍的米色脂肪（beige fat），人們一直在嘗試理解這一過程背后的具體機制。胰島素和瘦素是調(diào)控葡萄糖代謝、飽足和饑餓信號的兩種激素。Monash大學的研究人員發(fā)現(xiàn)，這些激素能激活小鼠下丘腦的“飽足”神經(jīng)元，促使白色脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>棕色脂肪。這項研究發(fā)表在一月十五日的Cell雜志上。

在下丘腦中抑制食欲的POMC（proopiomelanocortin）神經(jīng)元，根據(jù)血液中的飽足信號控制體內(nèi)的能量平衡。“這項研究的新發(fā)現(xiàn)是，刺激白色脂肪棕色化是POMC神經(jīng)元促進熱量燃燒的一種途徑，”耶魯大學的楊曉勇博士評論道（他并未參與這項研究）。

目前人們還沒有明確米色脂肪和棕色脂肪之間的差異，不過米色脂肪通常是指白色脂肪組織中代謝活躍的脂肪。米色脂肪和棕色脂肪都能燃燒熱量，因此理解白色脂肪的棕色化機制是非常關鍵的。研究顯示，胰島素和瘦素能通過大腦促進白色脂肪棕色化，Monash大學的Tony Tiganis說。

當血糖升高時胰腺就會生產(chǎn)胰島素，而瘦素是白色脂肪生成的。這兩種激素能給大腦發(fā)送信號，調(diào)控飽足感和體重。為了分析這個控制系統(tǒng)與脂肪組織的關聯(lián)，Tiganis實驗室的Garron Dodd等人在小鼠POMC神經(jīng)元中敲除了特定的磷酸酶。這兩種磷酸酶在下丘腦起作用，分別通過調(diào)節(jié)瘦素或胰島素信號影響葡萄糖代謝和體重。研究人員發(fā)現(xiàn)，同時敲除兩個磷酸酶的小鼠中，白色脂肪組織更少，胰島素和瘦素的信號水平更高。

“POMC神經(jīng)元的這些磷酸酶，控制著瘦素和胰島素受體的敏感性，”Dodd說。同時敲除兩種酶會增加小鼠的米色脂肪和棕色脂肪，這些小鼠在食用高脂飲食時不會增重。這說明，瘦素和胰島素信號對于控制體重和脂肪代謝是非常重要的。

研究人員將瘦素和胰島素直接注入野生型小鼠的下丘腦，成功促進了白色脂肪的棕色化。不過，如果在注入激素時切斷大腦和白色脂肪之間的神經(jīng)連接，棕色化就不會發(fā)生，只有與大腦保持聯(lián)系的脂肪才能棕色化。“由此可見，大腦的直接神經(jīng)支配是棕色化的必要條件，兩種激素共同起作用對能量消耗進行調(diào)節(jié)，”Tiganis說。

下丘腦還存在著另一種神經(jīng)元，“饑餓”神經(jīng)元或AgRP神經(jīng)元。這些神經(jīng)元由饑餓信號激活，會促進能量的儲存。楊曉勇博士之前曾發(fā)現(xiàn)，禁食能激活AgRP神經(jīng)元，抑制白色脂肪的棕色化。“這兩項研究是互補的，共同揭示了一個完整的體系：饑餓和飽足神經(jīng)元依據(jù)機體的能量狀態(tài)控制脂肪的棕色化，”楊曉勇博士說。

這些結(jié)果是否適用于人類還有待于進一步的研究。目前已知的是，肥胖癥患者下丘腦的兩種磷酸酶表達水平更高。