你是否會一到天熱食欲就減弱？這可能很多人都有這樣的體驗，但關(guān)于高溫如何通過大腦的神經(jīng)回路影響食物攝入的具體機制仍是科學界的謎題。

不久前，發(fā)表于國際頂級期刊《自然》雜志的一篇研究論文中，奧地利維也納醫(yī)科大學的Tibor Harkany團隊探討了一個關(guān)于大腦和體溫調(diào)節(jié)之間的神經(jīng)聯(lián)系。研究顯示，當我們暴露在高溫環(huán)境下時，某些大腦中的神經(jīng)細胞會被激活，這些細胞位于我們大腦中負責感知溫度的區(qū)域，名為腦橋臂旁核（PBN）。這些神經(jīng)細胞的活動可以減少我們的食欲。

研究進一步發(fā)現(xiàn)，這些被熱激活的神經(jīng)細胞能夠通過特定的信號路徑影響下丘腦中的另一組神經(jīng)細胞，從而影響我們的食物攝入。其中一個關(guān)鍵的信號分子是血管內(nèi)皮生長因子A（VEGFA），它不是在整個身體中傳播，而是在大腦的特定區(qū)域內(nèi)部釋放。

論文：腦干-下丘腦神經(jīng)元回路在受熱時減少進食

VEGFA的作用是提高某些神經(jīng)細胞對刺激的敏感度，這些細胞涉及控制我們的食欲。當這種機制在高溫下啟動時，它能夠減少食物攝入量，幫助我們調(diào)整體內(nèi)的熱量。即使是短暫的高溫暴露，也足以通過這種方式減少幾小時內(nèi)的食物攝入。

這項研究不僅揭示了大腦如何通過神經(jīng)回路響應(yīng)環(huán)境溫度變化，還強調(diào)了感覺信息如何轉(zhuǎn)化為我們生存至關(guān)重要的生理應(yīng)對策略。在我們的日常生活中，這種機制可能在我們不自覺地調(diào)節(jié)食物攝入和體溫時發(fā)揮作用，例如在炎熱的夏日或進入桑拿浴室時。這一發(fā)現(xiàn)為理解大腦如何管理身體對環(huán)境挑戰(zhàn)的反應(yīng)提供了新的視角。不過，對于大腦是如何協(xié)調(diào)這些生理反應(yīng)，仍知之甚少。

腦橋臂旁核（PBN）是大腦中的一個重要區(qū)域，主要負責感知溫度。它通過促進血管擴張和減少體力活動、能量消耗及食物攝入等方式幫助調(diào)節(jié)和優(yōu)化我們的核心體溫。為了實現(xiàn)這些生理功能，PBN需要與下丘腦等腦區(qū)進行密切的交流。下丘腦在這里扮演著控制全身代謝和調(diào)節(jié)激素水平的關(guān)鍵角色。

伸長細胞將將旁橋神經(jīng)元活動與進食行為聯(lián)系起來

科學家們在過去幾十年的研究中，在下丘腦的幾個特定區(qū)域如腹內(nèi)側(cè)視前區(qū)、視前區(qū)（POA）和下丘腦背內(nèi)側(cè)核（DMH）中發(fā)現(xiàn)了一些特殊的神經(jīng)元。這些神經(jīng)元能夠在特定的溫度范圍內(nèi)響應(yīng)環(huán)境變化，并激活身體的自主神經(jīng)系統(tǒng)和行為反應(yīng)。然而，我們對于這些神經(jīng)元如何接收和編碼來自下丘腦外部的感覺神經(jīng)輸入，并將其轉(zhuǎn)化為代謝命令的過程還知之甚少。

在下丘腦中，除了已知的神經(jīng)內(nèi)分泌細胞及其網(wǎng)絡(luò)之外，還有一類特殊的細胞——伸長細胞。這些細胞特別地布置在第三腦室壁，形成了一種獨特的界面，連接大腦的實質(zhì)部分和腦室、血管系統(tǒng)。伸長細胞具有極化的結(jié)構(gòu)：它們的一端直接與腦脊液接觸，而另一端的基底突伸入下丘腦實質(zhì)，通常終止在血管或神經(jīng)元周圍。這種獨特的構(gòu)造使得伸長細胞能夠在中樞神經(jīng)系統(tǒng)和身體外圍之間促進代謝物、激素和信號分子的雙向交換。

伸長細胞（Tanycytes）

伸長細胞如何通過直接或間接的神經(jīng)聯(lián)系來調(diào)控這些分子的釋放尚不完全清楚。然而，超微結(jié)構(gòu)研究揭示了伸長細胞上存在的“突觸樣接觸”——這些是突觸前元件在伸長細胞基突上的集結(jié)，表明了它們可能與其他神經(jīng)元有復雜的交流方式，但具體的起源和功能意義還有待進一步探索。

此外，該研究還探討了在急性體溫升高情況下，如何通過內(nèi)分泌反應(yīng)來限制食物攝入的機制。研究發(fā)現(xiàn)，PBN中響應(yīng)溫度的谷氨酸能神經(jīng)元能夠激活伸長細胞，這些細胞通過其基底突觸將VEGFA分子直接輸送到弓形核的Flt1陽性多巴胺能和Agrp+神經(jīng)元上。這一發(fā)現(xiàn)說明，伸長細胞可以將下丘腦外的感覺信息轉(zhuǎn)換為化學信號，通過與這些特定神經(jīng)元的直接交流來調(diào)整下丘腦神經(jīng)回路的輸出，從而持續(xù)數(shù)小時的厭食表型。這種反應(yīng)狀態(tài)可以通過PBN神經(jīng)元的失活和體內(nèi)VEGFA表達及釋放的減少來逆轉(zhuǎn)。這些發(fā)現(xiàn)為我們提供了如何通過神經(jīng)回路調(diào)控代謝和生理狀態(tài)的新視角。

總的來說,這項研究揭示了大腦是如何將環(huán)境溫度的變化與食欲調(diào)節(jié)聯(lián)系起來的。當我們處于高溫環(huán)境時,大腦會通過一系列復雜的神經(jīng)信號傳遞,抑制我們的食欲,減少熱量的攝入,幫助身體更好地適應(yīng)溫度的變化。這個發(fā)現(xiàn)不僅加深了我們對大腦如何調(diào)控食欲的認識,也為將來開發(fā)新的減肥方法提供了新的思路。

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