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解读学术前沿的 脑友记BrainUp 2022-04-26

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@2021 脑友记 BrainUp



肥胖是重要的公共健康问题之一,其原因是个人长期摄入过多的能量。然而,人类在食物摄入量和质量方面也有很大的差异。除了肥胖外,类似特质的饮食行为还与多种临床进食障碍相关,但非肥胖个体控制进食的方式也各不相同。中枢神经系统(CNS)与外周激素相互作用,将饥饿和饱腹信号与环境刺激相结合,调节食物摄入。大规模的全基因组关联研究发现,边缘系统海马下丘脑是中枢神经系统中影响个体体重指数(BMI)和饮食行为的关键区域。然而,以大量可口和高能量食物为特征的现代环境不断挑战着进食行为,推动了独立于新陈代谢需要的饮食。肥胖的患病率正以惊人的速度增长,因此迫切需要新的抗肥胖药物治疗靶点

8月27日,一篇名为 Cerebral μ-opioid and CB1 receptor systems have distinct roles in human feeding behavior 的研究在权威期刊 Nature上发表。在这篇文章中,芬兰图尔库大学的研究人员发现了大脑阿片样物质和由外部刺激引发的食欲之间的联系。


有关动物的研究已经得到证实,大脑阿片样物质在调节进食行为和食物奖赏体验方面非常重要。这些系统信号的改变与肥胖有关。一般来说,如血糖水平的波动的人体信号,以及外部刺激,如食品广告,都能激发人类的食欲。


在研究过程当中,芬兰图尔库大学的研究人员调查了大脑阿片样物质与不同类型的饮食行为之间的联系,他们发现阿片系统的功能与外界刺激引发的食欲有关。


▎研究过程

食物的适口性和享乐性是由μ-阿片受体(MOR)系统中枢介导。内源性和外源性阿片类物质都会刺激进食,特别是通过伏隔核、脑岛和额叶皮层的享乐热点。相反,阿片类拮抗剂会减少啮齿动物和人类的食物摄入量和相关的享乐反应。即使在没有主观快感的情况下,中枢震颤也是稳态摄食的重要中介。研究表明,肥胖与食欲调节脑区的震颤减少有关,神经性贪食症患者的岛叶震颤降低与禁食行为成比例。健康人的中枢MOR系统功能也有很大变化,与摄食控制相关的特征,如冲动性与MOR可用性相关。然而,MOR与特定饮食行为模式之间的联系仍然难以捉摸。


进食也受大脑内源性大麻素系统的调节,该系统在解剖学上与中央奖赏回路中的MORs重叠。最丰富的中枢大麻素受体是CB1受体(CB1Rs),它通过腹侧纹状体、边缘系统和下丘脑调节食物摄取。动物研究证实了MOR和CB1R系统之间的功能相互作用,CB1R拮抗剂和MOR拮抗剂在减少食物摄入方面具有协同作用,CB1R拮抗剂可用于阻断MOR激动剂诱导的食物摄入,反之亦然。MOR激动剂也直接增加内源性大麻素浓度,CB1R激动剂增加脑内阿片浓度。在肥胖、厌食症和神经性暴食症等食物摄入障碍的人中,中脑边缘奖赏系统中枢CB1R可用性降低与BMI增加有关


个体之间的进食行为差异很大,但人类对这些进食性状差异的神经生物学基础仍然知之甚少。中枢μ-阿片受体(MOR)和大麻素CB1受体(CB1R)通过多种神经途径调节能量平衡,促进食物摄入和奖赏。由于肥胖和进食障碍与大脑阿片和内源性大麻素信号的改变有关,MOR和CB1R系统功能的变化可能是独特的进食行为表型的基础。

在这项回顾性正电子发射断层扫描(PET)研究中,研究人员分析了92名健康受试者(70名男性和22名女性)MORs的卡芬太尼PET扫描和35名受试者(均为男性,也包括在卡芬太尼样本中)CB1Rs的FMPEP-D2扫描。采用荷兰饮食行为问卷(DEBQ)测量饮食方式。研究人员发现,大脑MOR的降低与食欲旺盛有关。CB1R可利用性与多种饮食行为特征有关。虽然MORs和CB1Rs在调节食物奖赏的脑区解剖上重叠,但它们在调节个体进食模式方面具有独特的作用。

阿片类物质系统与外部刺激触发的进食之间的联系的大脑区域。黄色区域表明有更强的联系。


▎研究结果

结果显示,大脑MOR可用性低与外部触发的进食行为增加有关。现代人的肥胖状态可能是通过参与奖赏回路的阿片环节进而促进食欲,该环节与提示反应性进食有关。研究表明,对于外食异常的个体,MOR系统可能提供了一个可行的抗体重增加的药理靶点。中枢CB1Rs依次与多个用DEBQ测量的进食行为特征相关,这与内源性大麻素系统在进食、情绪和行为交汇处作为一个主要的稳态调节系统的作用是一致的。



文章第一作者Tatu Kantonen是图尔库大学博士生,他表示,阿片类药物的结合位点越少,对外界刺激的反应就越大,比如看到开胃的食物。此外,内源性大麻素结合位点的数量与几种不同类型的饮食行为有关。大脑阿片样物质可能是人类抗肥胖药物的潜在靶点。







图尔库大学位于芬兰西南部城市图尔库,是该国第二大大学,规模仅次于赫尔辛基大学。图尔库大学在劳马波里萨洛建有分校。






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参考资料:

1.https://www.utu.fi/en/news/press-release/researchers-discover-connection-between-brains-opioid-system-and-eating

2.https://www.nature.com/articles/s41398-021-01559-5;

3.https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%BE%E5%B0%94%E5%BA%93%E5%A4%A7%E5%AD%A6

图片来源:Pinterest




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