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《細胞》子刊:高脂飲食三天就能洗腦!

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【高圆圆庆生派对】

[2] Sandoval♀π, D.Aπ♂。∴, Obici☆, S□。▽⊿π, and Seeley┊﹡♂, R.J∵。 (2009)∴。 Targeting the CNS to treat type 2 diabetes↑π。 Nat┊□。 Rev?。 Drug Discov♀∟π。 8⌒, 386–398◇。

令人驚訝的是∵□,大腦變化的直接操盤手□∴,竟然是我們頗為熟知的小膠質細胞∟┊。要知道小膠質細胞主管的是免疫功能⊿,參与代謝調控♀∴﹡,這手可伸得有點兒長♂。

敲除UCP2之後線粒體基本無變化更棒的是∟◇▽,敲除了UCP2之後∟,小鼠好似對高脂飲食產生了「抗性」↑∵,它們吃得更少、每天消耗的能量更多∟┊∵,自然體重也增長得更慢了◇。除此之外▽,小鼠的糖耐量和胰島素敏感性也有所改善〇∴,這是與代謝表型整體好轉有關的﹡。

其實有很多研究已經證明了中樞神經在能量和糖代謝中的重要作用▽〇▽,它會響應循環內的各種信號一一做出回應?⊿,比如瘦素、胰島素等激素∵♂◇,又比如葡萄糖和脂肪酸等營養物質[2]▽﹡。

[4] Horvath♀↑〇, T.L﹡⌒▽。♀π﹡, Sarman∴, B▽∟。⊙〇□, Garcı´a-Ca´ ceres┊⌒﹡, C?⊙。??, Enriori∟, P.J∴。〇↑, Sotonyi♀⌒, P⌒⊿┊。⌒┊♂, Shanabrough∵, Mππ。﹡∟△, Borok﹡♂♂, E∵。⊿, Argente∴〇♀, J♂〇♀。☆∟, Chowen﹡◇, J.A♂。⊙△, Perez-Tilve□〇﹡, D⊿⌒﹡。π, et al∟。 (2010)?⊙∵。 Synaptic input organization of the melanocortin system predicts diet-induced hypothalamic reactive gliosis and obesity△∴。 Proc□﹡。 Natl.Acad☆?。 Sci△π♂。 USA 107▽, 14875–14880?♂∴。

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然後我又撇了一眼剛看完的這篇論文◇,戳手機的指頭有那麼一絲絲顫抖∴∟。近期┊▽⊙,《細胞代謝》雜誌發表了一項來自耶魯大學科學家的研究[1]◇∴⌒。研究者們發現☆,高脂飲食會誘導大腦的變化△〇⊿,刺激下丘腦產生炎症△⊿▽,並誘導機體攝入更多的熱量﹡∵,最終導致體重增加□。這種變化來得很快♂♂,三天高脂飲食之後就會出現∟,甚至發生在身體變胖之前♀☆△。

根據細胞起源┊◇☆,膠質細胞一般可以被分為大膠質細胞、星形膠質細胞、少突膠質細胞和小膠質細胞⊿,目前我們一般認為小膠質細胞就相當於中樞神經系統里的巨噬細胞﹡□☆,主要發揮免疫作用﹡⊙。

那麼接下來就來看看今天這項研究的發現吧□∟。圖源 | pixabay第一步當然是先給小鼠的菜單安排上□♀。對照組小鼠吃的是標準鼠糧(SD)∟,三個實驗組的高脂飲食(HFD)則分別進行了3天、7天和8周↑。

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[5] Thaler﹡△, J.Pπ♂∟。⊿┊, Yi↑♂, C.X▽♂π。〇┊, Schur⊿, E.A♂♂。〇⊙♂, Guyenet↑〇⊿, S.J?◇↑。∵?, Hwang∵♂, B.H♀◇↑。▽, Dietrich♀, M.O?◇┊。◇?∴, Zhao∟⊙, X⊿。△, Sarruf?, D.A⊙〇▽。◇, Izgurπ↑, V□□∵。⊿⊙∵, Maravilla⌒, K.R﹡。↑↑△, et al∵⊿∴。 (2012)⌒。 Obesity is associated with hypothalamic injury in rodents and humans↑◇。 J◇∟∟。 Clin◇。 Invest⊿。 122△, 153–162⊿□。

來源:奇點網就在剛剛π♀∵,我突然湧上了一股吃炸雞的衝動〇〇◇。這使我掏出手機開始瀏覽外賣平台∵,並且心裏暗暗打算等會兒要去超市買瓶啤酒配上〇?。

其實到這裏為止事情還是挺平常的◇〇。高脂飲食誘導炎症﹡,有炎症所以小膠質細胞出動﹡△,要工作所以線粒體加班⊿♂♂,不用細想都覺得正常☆△。

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但是這個認知卻被今天這項研究給狠狠刷新了一下△□。具體怎麼回事兒┊∵⌒,咱們先從「胖」說起〇。圖源 | pixabay此前就有科學家發現∴⊙,吃多變胖這回事兒?∴□,是先從腦子開始的⊙♂。在飲食誘導肥胖這個過程中□┊┊,高脂/高碳水飲食開始3天後∴∵,就發現了下丘腦炎症和膠質增生?∵,而此時⊙,實驗動物的體重甚至還沒來得及增加[5]∵。同時◇⌒,下丘腦中的小膠質細胞也被激活了♀□△。

小鼠體重增長⌒,胖/瘦體重∵∴⊙,能量消耗那麼為什麼搞定了UCP2↑▽↑,高脂飲食就不能作妖了呢▽♀?嘖嘖嘖π,小膠質細胞這個濃眉大眼的好同志▽⊿,竟然在這裏坑了我們一把〇。高脂飲食之後♂π,被激活的小膠質細胞居然會激活POMC神經元π。這個POMC神經元♂∟,簡單說來就是管理我們想吃什麼想吃多少的神經元[4]♂♂,所以說⌒π〇,是小膠質細胞讓我們吃了高脂飲食還想吃(吃成一個小胖子)♂。

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另外﹡△,有趣的是◇,在運動能力、瘦體重等更細一步的指標上∵∵♂,雄性小鼠和雌性小鼠表現出了明顯的差異♀↑〇。這可能是因為性別帶來的激素水平差異導致的吧π♂﹡。

[3] Horvath⊙⊙π, T.L⊙⌒☆。┊, Diano♂, Sπ∟﹡。⊿∵∵, and Tscho¨ p△□∴, M♂∴∵。 (2004)∴。 Brain circuits regulating energy homeostasis┊﹡。 Neuroscientist 10﹡, 235–246♂﹡△。

被激活的小膠質細胞中∵?,有一種蛋白UCP2表達水平非常高◇↑。UCP2是一種線粒體蛋白△﹡,是線粒體功能的重要組成部分∴。

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不過比較關注神經科學的讀者一定知道◇,大腦中神經元只佔一半兒〇,另一半的神經膠質細胞們近年也逐漸取得了科學家的重視□┊,它們在體重平衡和肥胖中也有自己的角色[4]⊙。

結果真的很有說法當研究者敲除小鼠的UCP2基因∴,高脂飲食就不再能影響到大腦了↑□,3天後小鼠下丘腦膠質細胞中的線粒體並沒有什麼變化π▽。

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[6] Rose┊π, J⊿□⊿。◇, Brian♂π, C△□。〇⊙, Woods⊿, J﹡。⊿□?, Pappaπ?♂, A┊◇。∟, Panayiotidis﹡▽↑, M.Iπ♂。⊿△〇, Powers∟↑?, R⊙┊。◇, and Franco﹡♀, R↑π。 (2017)△。 Mitochondrial dysfunction in glial cells: implications for neuronal homeostasis and survival♂☆。 Toxicology 391▽◇, 109–115☆♂。

在整個兒中樞神經系統中呢♂,下丘腦又顯得尤為突出◇☆,是控制新陳代謝的指令中心π▽π。科學家們已經在下丘腦中鑒定到了幾個特別的神經元群☆,認為他們是外周代謝的重要傳感器和調節因子[3]┊♀△。

小膠質細胞本身是非常「活躍」的細胞〇♂。這個活躍就是字面意思∴□,它們能夠迅速改變形狀∟,向受損傷部位遷移﹡♀,並開啟吞噬功能♀↑﹡。這幾個過程都需要不少能量△,所以線粒體代謝改變也算是常規操作[6]∴▽。

但在缺失UCP2的情況下〇?,這種機制就被阻斷了?。So∴⊙♂,小膠質細胞不光是執行免疫功能□,還配合飲食幫我們變胖啊~從進化的角度來看♂▽,這在當年物質還比較匱乏的時候應該是個蠻有用的機制↑。有吃的的時候就多吃點兒~長胖點兒~不過現在我們已經不差吃的了⊙┊π,或者說是吃得已經太多了﹡☆△。

可見3天組線粒體數量增加研究者還另外測定了一些炎性細胞因子的水平∟,結果也很有趣⊿⊙▽。在3天和7天組中細胞因子水平都比較高∵,但是8周組反而回落了∟♂。詳細的數值可以看下圖┊﹡∵。

本文作者 | 代丝雨声明:新浪网独家稿件△♀⌒,未经授权禁止转载?↑∴。 -->

求小膠質細胞跟上時代▽,不要再搞怪了∴□。參考資料:[1]https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(19)30439-5

當檢測下丘腦中小膠質細胞的線粒體變化??⌒,有趣的事情發生了⊿。3天高脂飲食使小膠質細胞中的線粒體變得更小了◇⌒,但是同時數量卻變多了;另外三組呢〇⊿,可以認為沒變化▽,基本差不多π⊿。與這些變化一致的是⊿,只有3天組UCP2表達水平顯著升高了◇。

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