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Cell子刊:暴飲暴食如何導致糖尿病?神經遞質激增


  市場動態     |      2024-11-01
摘要:在小鼠身上,大腦信號觸發肝臟中脂肪酸的釋放,這與代謝疾病有關。
肥胖的人患糖尿病的可能性是瘦人的十倍。試圖了解原因的研究人員在驅動身體“戰斗或逃跑”反應的同一個系統中找到了答案。在小鼠身上的研究結果挑戰了長期以來關于吃得太多會讓你生病的假設。

吃高脂肪飲食是糖尿病的危險因素。圖片來源:Cate Gillon/Getty
 圖1 吃高脂肪飲食是糖尿病的危險因素。圖片來源:Cate Gillon/Getty
研究表明,攝入高脂肪飲食會引發全身神經遞質激增,導致肝臟脂肪組織迅速分解——這一過程通常由胰島素的釋放來控制。高水平脂肪酸的釋放與許多健康狀況有關,從糖尿病到肝功能衰竭。
研究人員此前認為,肥胖導致的糖尿病的主要問題是胰島素活性紊亂,這意味著身體無法阻止脂肪酸的危險釋放。但是,奧地利格拉茨大學的生物化學家Martina Schweiger說,最新的研究發現,“不是剎車失靈,而是有一個單獨的杠桿——肝臟和其他組織中的神經遞質——在用力踩加速器?!斑@確實是一種范式轉變?!?/div>
這項研究發表在10月21日的《Cell Metabolism》雜志上。
胰島素抵抗
全世界有超過8.9億人患有肥胖癥,這是患糖尿病和其他代謝紊亂的主要危險因素。研究人員早就知道,當胰島素停止降低血液中的葡萄糖水平時,這種疾病就會發展。新澤西州新不倫瑞克市羅格斯大學的生理學家Christoph Buettner和Kenichi Sakamoto及其同事希望更好地了解這種胰島素抵抗的本質。
Buettner長期以來一直在研究胰島素在大腦調節新陳代謝中的作用,因此他和他的團隊將注意力轉向交感神經系統,交感神經系統向全身組織傳遞去甲腎上腺素等神經遞質。研究人員使用了他們之前開發的小鼠模型,他們刪除了一個表達產生這些神經遞質所需的關鍵酶的基因。該基因只在小鼠的四肢和一些器官中被刪除,而不是在它的大腦中,以確保它能夠存活。
研究人員給轉基因小鼠喂食富含脂肪的食物,如豬油、椰子油和大豆油。在兩個多月的觀察中,轉基因小鼠和未轉基因小鼠吃的食物一樣多,體重增加相似,并保持相似的胰島素信號活動,這是胰島素與細胞上的目標受體結合后發生的一連串事件。

營養過剩通過增加交感神經系統活動導致胰島素抵抗和代謝紊亂
 圖2 營養過剩通過增加交感神經系統活動導致胰島素抵抗和代謝紊亂
但是經過基因改造的小鼠并沒有增加脂肪組織的分解和胰島素抵抗,最終也沒有顯示出脂肪肝和組織炎癥增加的跡象。另一方面,未經修飾的小鼠產生了胰島素抵抗,這可能導致糖尿病。他們還顯示出越來越多的炎癥和肝臟疾病的跡象。
大腦中的信號
Buettner說,研究結果表明,神經遞質是導致胰島素抵抗和相關問題的原因。他和他的同事們現在正在探索這些神經遞質在其他情況下的作用,比如由更年期引起的胰島素抵抗。
“這項研究是相當可靠的,”Schweiger說,但“仍有一些缺失的拼圖”。例如,她說,現在的問題是高脂肪飲食是如何引發神經遞質激增的。
她還說,需要做更多的工作來更好地理解這些發現對人類的影響。到目前為止,阻斷交感神經系統中神經遞質活動的藥物尚未顯示出對肥胖患者的益處。Buettner說,有可能在特定組織中靶向這些藥物,而避開大腦,可能更有希望。
參考資料
[1] Overnutrition causes insulin resistance and metabolic disorder through increased sympathetic nervous system activity

 

摘要:在小鼠身上,大腦信號觸發肝臟中脂肪酸的釋放,這與代謝疾病有關。
肥胖的人患糖尿病的可能性是瘦人的十倍。試圖了解原因的研究人員在驅動身體“戰斗或逃跑”反應的同一個系統中找到了答案。在小鼠身上的研究結果挑戰了長期以來關于吃得太多會讓你生病的假設。

吃高脂肪飲食是糖尿病的危險因素。圖片來源:Cate Gillon/Getty
 圖1 吃高脂肪飲食是糖尿病的危險因素。圖片來源:Cate Gillon/Getty
研究表明,攝入高脂肪飲食會引發全身神經遞質激增,導致肝臟脂肪組織迅速分解——這一過程通常由胰島素的釋放來控制。高水平脂肪酸的釋放與許多健康狀況有關,從糖尿病到肝功能衰竭。
研究人員此前認為,肥胖導致的糖尿病的主要問題是胰島素活性紊亂,這意味著身體無法阻止脂肪酸的危險釋放。但是,奧地利格拉茨大學的生物化學家Martina Schweiger說,最新的研究發現,“不是剎車失靈,而是有一個單獨的杠桿——肝臟和其他組織中的神經遞質——在用力踩加速器?!斑@確實是一種范式轉變?!?/div>
這項研究發表在10月21日的《Cell Metabolism》雜志上。
胰島素抵抗
全世界有超過8.9億人患有肥胖癥,這是患糖尿病和其他代謝紊亂的主要危險因素。研究人員早就知道,當胰島素停止降低血液中的葡萄糖水平時,這種疾病就會發展。新澤西州新不倫瑞克市羅格斯大學的生理學家Christoph Buettner和Kenichi Sakamoto及其同事希望更好地了解這種胰島素抵抗的本質。
Buettner長期以來一直在研究胰島素在大腦調節新陳代謝中的作用,因此他和他的團隊將注意力轉向交感神經系統,交感神經系統向全身組織傳遞去甲腎上腺素等神經遞質。研究人員使用了他們之前開發的小鼠模型,他們刪除了一個表達產生這些神經遞質所需的關鍵酶的基因。該基因只在小鼠的四肢和一些器官中被刪除,而不是在它的大腦中,以確保它能夠存活。
研究人員給轉基因小鼠喂食富含脂肪的食物,如豬油、椰子油和大豆油。在兩個多月的觀察中,轉基因小鼠和未轉基因小鼠吃的食物一樣多,體重增加相似,并保持相似的胰島素信號活動,這是胰島素與細胞上的目標受體結合后發生的一連串事件。

營養過剩通過增加交感神經系統活動導致胰島素抵抗和代謝紊亂
 圖2 營養過剩通過增加交感神經系統活動導致胰島素抵抗和代謝紊亂
但是經過基因改造的小鼠并沒有增加脂肪組織的分解和胰島素抵抗,最終也沒有顯示出脂肪肝和組織炎癥增加的跡象。另一方面,未經修飾的小鼠產生了胰島素抵抗,這可能導致糖尿病。他們還顯示出越來越多的炎癥和肝臟疾病的跡象。
大腦中的信號
Buettner說,研究結果表明,神經遞質是導致胰島素抵抗和相關問題的原因。他和他的同事們現在正在探索這些神經遞質在其他情況下的作用,比如由更年期引起的胰島素抵抗。
“這項研究是相當可靠的,”Schweiger說,但“仍有一些缺失的拼圖”。例如,她說,現在的問題是高脂肪飲食是如何引發神經遞質激增的。
她還說,需要做更多的工作來更好地理解這些發現對人類的影響。到目前為止,阻斷交感神經系統中神經遞質活動的藥物尚未顯示出對肥胖患者的益處。Buettner說,有可能在特定組織中靶向這些藥物,而避開大腦,可能更有希望。
參考資料
[1] Overnutrition causes insulin resistance and metabolic disorder through increased sympathetic nervous system activity