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减重收效甚微,除了瘦素,这种激素也可能是拦路虎

 思想年代 2019-04-29

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在小鼠中开展的一系列实验表明,减重过程中,一种众所周知的激素可能在机体对能量限制的代谢反应中发挥了此前未被证实的作用。

科学家们对生长激素的了解已经有几十年,其在骨骼生长中发挥重要作用。在成年人中,它还有助于维持器官和组织的功能。然而,巴西圣保罗大学的研究者发现了生长激素的一种全新的、意想不到的作用——似乎在减重过程中起到了保存能量的作用。José Donato及其研究团队在Nature Communications上发表了该研究发现[1]

当小鼠食物摄入受限时,其机体会通过保存能量做出反应。这一机制很重要,因为在野外,如果动物找不到食物,机体需尽可能保存能量。然而,这也是为什么很难防止体重在节食后反弹的部分原因。多年来,研究人员一直试图弄清为什么会出现这种情况。

激素和减重

科学家们已经知道瘦素在人体对减重的反应中起着一定作用。脂肪细胞产生瘦素,能够抑制饥饿感。减重时,人体血液中的瘦素水平下降,容易感到饥饿。有些人会产生瘦素抵抗,这意味着他们不再对瘦素有反应,更容易感到饥饿[2]正如Donato所解释,瘦素一直被认为是我们在饥饿时保存能量的主要激素。

然而,尽管科学家们对瘦素的了解越来越多,但尚无与其相关的减重干预措施获得成功。最近的一项研究提出疑问——生长激素是否可能是拼图中缺失的一块?Donato指出,生长激素受体广泛存在于肌肉和组织、肝脏以及直接参与生长代谢的器官中。但是,他们发现大脑中也遍布生长激素受体。研究证实,瘦素水平会随热量摄入限制而降低,而生长激素水平会随之增加。

大脑中的生长激素受体

研究者在下丘脑中发现了丰富的生长激素受体。下丘脑调节自主神经系统,而自主神经系统是神经系统的手臂,可控制自主功能,如呼吸和消化。下丘脑在控制能量平衡方面也起着重要作用,可调节能量消耗和摄食。

在下丘脑,一小群神经元产生刺鼠相关蛋白(AgRP)。当这些神经元释放AgRP时,食欲增加,机体会更好地保存能量。研究者发现,下丘脑的生长激素受体激活这些神经元,触发了AgRP的释放。

为了了解生长激素对AgRP神经元的影响,研究者采用基因工程培育了一种敲除AgRP特异性生长激素受体(AgRP GHR KO)的小鼠。在一系列实验中,限制小鼠食物摄入,评估其能量消耗。

对照组小鼠仍有生长激素受体,对限制食物摄入做出了预期反应,即减少能量消耗。然而,在AgRP GHR KO小鼠中,能量消耗减少要小得多。结果,这些小鼠体重明显下降。分析发现,能量密度高的脂肪组织的减少是这些小鼠体重下降的主要原因,但也有一些瘦体重的下降,包括肌肉、骨骼、器官、肌腱和体液。

阻断生长激素

在另一项实验中,研究者采用的小鼠未敲除生长激素受体,他们使用了一种叫做pegvisomant的药物来阻断生长激素受体。在缺乏食物的情况下,这些小鼠的能量消耗明显低于未使用pegvisomant的小鼠。

Donato总结,生长激素不仅参与了生长代谢,而且最重要的是,它影响了机体在饥饿或节食时保存能量的代谢反应。换句话说,他们发现减重会导致下丘脑生长激素水平升高,而这会激活AgRP神经元,使减重更加困难,并增强饥饿感,这与瘦素的作用完全相同。

研究得出结论,当动物有充足食物时,生长激素在能量平衡方面似乎没有发挥重要作用。相反,当饥饿时,生长激素会向大脑发出能量不足的信号,触发神经内分泌反应,以保存机体的能量储备。Donato解释说,因为保存能量对生存非常重要,动物似乎已经进化出两个独立的系统。

作者还假设,这可能是为什么仅基于瘦素的减重干预无效,因为这只是解决了部分机制。研究者相信,未来以生长激素受体为靶点的化合物有望成为促进减重和提高肥胖治疗效果的一种方法。

参考文献:

1. Furigo IC, Teixeira PDS, et al. Nat Commun. 2019 Feb 8; 10(1): 662.

2. Myers MG Jr, Heymsfield SB, et al. Cell Metab. 2012 Feb 8; 15(2): 150-156.

(来源:《国际糖尿病》编辑部)

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