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编辑导读:为什么我们总要在饭后吃甜点?新研究揭示了这背后的神经机制,或许将来我们可以利用这个机制来达到限制热量的目的。
饭后甜点是许多人难以抗拒的魔咒,不少人可能遇到过类似的场景:自己刚大快朵颐完,肚子已经吃得鼓鼓的了。但如果有朋友提议再来一份冰淇淋或者一块蛋糕,那瞬间又感觉胃部还能腾出空间了,似乎自己还额外拥有一个“甜食胃”。 根据《科学》杂志的一项新研究,我们还真有这个所谓的“甜食胃”,只是它没有藏在腹部,而是位于我们的大脑中。来自德国科隆大学和马克斯·普朗克代谢研究所的科学家合作发现,一种特殊神经元——前阿黑皮素原(POMC)神经元会在小鼠进食后激发饱腹感信号,这一机制能够让个体合理摄入食物总量;另一方面,POMC神经元还会释放一种名为β-内啡肽的物质,调控奖赏机制相关神经回路,诱发个体对糖的渴望。在这种双重调控下,个体会在吃饱饭后仍然具备对糖的欲望,继续选择摄入高糖食物。 过往研究已经对POMC神经元的饱腹感机制了解较为透彻,它主要通过分泌一种名为α-MSH的激素,与下丘脑室旁核(PVH)中的MC4R受体神经元结合后引起饱腹感,减少摄食冲动。我们也曾报道过:当个体年龄渐长时,下丘脑神经元表面的MC4R受体会逐渐减少,降低饱腹感信号。因此年纪越大越难管住嘴,导致了“中年发福”的现象。 但POMC神经元是如何引发糖类欲望的,目前并不清楚。已知的是PMOC可以作为β-内啡肽的前体存在,后者属于阿片肽家族成员,因此可以结合具有μ型阿片受体(MOR)的神经元。 在新研究中,作者尝试对POMC进行了标记并追踪了它的走向,他们发现一个名为丘脑室旁核(PVT)的脑区有着高水平的MOR。与调控食欲的PVH不同,PVT通常参与奖赏、厌恶刺激以及动机处理。 在后续的小鼠实验中,小鼠会在经历隔夜禁食后获得一餐标准饲料,研究者设置的进食时间为90分钟,保证小鼠绝对能够吃饱。随后,他们重新分别为小鼠提供了标准饲料和高糖饲料,进食时间为30分钟。在观察中,作者发现小鼠基本不会摄入标准饲料了,这表明它们已进入饱腹状态。但相反的是,高糖饲料却有着明显消耗,在被他们称作“甜食时间”的30分钟里,高糖饲料让小鼠摄入了比标准饲料多6倍的能量。 而对大脑的分析显示,当小鼠在“甜食时间”食用高糖食物时,PMOC-PVT的神经回路被显著激活。甚至在小鼠口腔刚刚接触到糖分时,就能迅速朝POMC神经元发出刺激,加速β-内啡肽的分泌。当PVT神经元上的MOR受体与β-内啡肽结合后,神经元活性会受到抑制。 从功能上来说,PVT神经元原本严格控制着奖赏行为。由于β-内啡肽的到来直接抑制了PVT神经元活性,大脑对糖这类奖赏的控制效果也被解除了,因此会促使小鼠产生摄取糖分的冲动。 如果小鼠经过训练将特定气味与糖分联系到一起后,即使小鼠只是闻到气味没有实际摄入糖分,POMV-PVT回路也会活性大增。而通过光遗传学技术,对POMC-PVT回路进行抑制,小鼠则会在“甜食时间”失去对高糖饲料的兴趣。 值得一提的是,人类也具备类似的调节机制。当志愿者接触到含糖液体的时候,POMC-PVT回路会被激活,而接触到β-内啡肽的PVT神经元活动也会受到抑制。这些结果也从神经机制上解释了为何人类在吃饱后还想再来份甜食。 尽管这种冲动对现代人类是一种甜蜜负担,但在漫长的演化史中,它能够促使人类在食物充沛时摄取、储存更多能量以度过食物匮乏的时间。而在未来,通过药物抑制POMC-PVT回路,重新解放PVT神经元对奖赏的控制或能帮助个体控制进食,解决暴食症、肥胖等问题。 参考资料: [1] Thalamic opioids from POMC satiety neurons switch on sugar appetite. Science (2025). DOI: 10.1126/science.adp1510