|
我们都知道，正常的体温对哺乳动物的生存至关重要，比如人类在遇冷的时候，竖毛肌会收缩以减少热量散失，同时还会通过颤栗产热。长期处于寒冷环境中，人体会自动燃烧更多能量储备用于维持正常体温。 这种特点也被一些科学家看重，一种名为“冷疗法”的减肥疗法就是用类似冷水浸泡，或者寒冷暴露的方式来促使消耗肥胖患者体内多余的脂肪，达到减重的效果。 但在漫长的演化历史中，人类通常并没有这么多能量可以奢侈地浪费，冷暴露带来的能量丢失可能是致命的。为了提醒身体补回能量，哺乳动物在冷环境下会激活食欲，这种刺激可以使动物吃下更多的食物，保证存活。尽管逻辑不难理解，但“寒冷与进食”背后的机制并不清楚。大脑是如何刺激动物觅食的，要在寒冷状态下多久才会激活食欲？在最新的《自然》论文中，斯克里普斯研究所（Scripps Research）的叶立（Li Ye）教授团队成功破解了其中的秘密。借助小鼠模型，研究者将一批在常温（23℃）下生活的小鼠环境温度调节成了4℃。在温度转变过程中，作者通过测量小鼠的氧气和二氧化碳交换，实时监测它们的能量消耗。可以肯定的是，温度骤降使得小鼠体内的能量消耗迅速增加。但是，感到冷与想要吃两者之间并不存在一种即时响应的关系。随着低温的持续，食物的摄入量与能量消耗之间的相关性会越来越强，不过需要经历大约5-6小时的延迟，才会使摄食行为明显增加。研究者将冷暴露的5-6小时定义为冷诱导的能量补偿（CIEC）的开端。这也说明，食欲的增加并非仅仅依靠寒冷的感觉就会触发的，里面一定存在一个控制开关。▲研究分析了寒冷诱导进食的行为和神经回路（图片来源：参考资料[1]）为此，研究团队分别检查了寒冷环境和常温状态下小鼠的大脑神经元活动，他们发现寒冷会使绝大部分神经元的活动降低，然而丘脑却是反其道行之，表现出了极高的活跃度。具体来看，名为剑状核（xiphoid nucleus）的一簇神经元似乎作用非常独特。它们会在小鼠遇冷并开始寻找食物的时刻达到活跃度的高峰。如果既寒冷，食物又匮乏，那么剑状核的活跃程度会达到更高水平，这提示我们，剑状核不是在响应冷，而是在响应寒冷环境带来的能量损失。▲研究发现剑状核调节着寒冷诱导的进食行为（图片来源：参考资料[1]）除了观察剑状核的活跃变化，作者还尝试人为地调节了剑状核的活跃程度，他们发现剑状核的激活会增加小鼠摄食行为，反之则抑制，当然这些影响需要在寒冷环境下才会实现。这些信号最终会传递到伏隔核中，进一步影响、调节进食行为。至此，研究者从头至尾地描述了“冷与吃”之间的细节线索。寒冷让人想吃东西这件事，既不是单方面对冷产生的反应，也不是饿了想寻找食物，而是一种个体应对寒冷时能量损失的动态变化结果。叶立教授指出：“现有的增加能量消耗的手段，比如运动和冷疗法，都会增加食欲。如果我们可以找到阻止在这些情况下增加食欲的办法，可以让减肥事半功倍。”叶立教授表示，在后续研究中团队还将继续探索将能量损失传递给剑状核的上游信号。[1] Li Ye, Xiphoid nucleus of the midline thalamus controls cold-induced food seeking, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06430-9
|
