肥胖已经成为一种现代流行病,了解肥胖的生物学基础对于开发出有效的肥胖治疗方法至关重要,让我们不再只是通过减少食物摄入来预防或治疗肥胖。
目前的肥胖治疗方案主要集中在抑制食欲上,这通常会导致能量消耗的代偿性减少,从而促进了体重的反复增加,即使使用最新的GLP-1类减肥药(例如司美格鲁肽)也同样如此,停药后的体重反弹相当常见。
虽然减少食物摄入对于控制肥胖很重要,但维持较高的能量消耗对于肥胖治疗的有效性和持久性是必要的。在某些类型的肥胖中尤其如此,能量消耗比能量摄入发挥着更重要的作用。
2024年8月28日,牛津大学 Ana I. Domingos 团队(博士生Yitao Zhu为第一作者)在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为:Sympathetic neuropeptide Y protects from obesity by sustaining thermogenic fat 的研究论文。
这项研究发现,由交感神经产生的外周神经肽Y(外周NPY),对体重的影响与大脑中的中枢神经肽Y(中枢NPY)相反。外周NPY通过维持产热脂肪组织,将能量转化为热量,而不是储存下来,从而在不影响食物摄入的情况下发挥抗肥胖作用。
这项研究提示我们,能量消耗可能比食欲在维持体重发挥更重要的作用,靶向调控能量消耗的特定机制可能成为治疗肥胖的关键,例如直接操纵促进脂肪燃烧而不减少食物摄入的交感神经元。
位于棕色脂肪组织(BAT)和白色脂肪组织(WAT)内的交感神经会释放去甲肾上腺素(NE),以触发脂肪分解和产热过程。
神经肽Y(NPY)与去甲肾上腺素(NE)共同释放,但其在脂肪组织中的具体作用尚不明确。许多研究显示,大脑中的NPY作为一种促食欲肽,促进食物摄入,然而,敲除NPY却对每天的食物摄入量没有影响。此外,缺乏NPY受体的小鼠,即使摄入较少的食物也会出现迟发性肥胖。而在人类中,NPY基因突变与较高的体重指数(BMI)有关,但与不同的饮食模式无关。
那么,以促进食欲而闻名的NPY是如何在不影响进食行为的情况下与较高的BMI相关的呢?
研究团队推测,来自大脑的神经肽Y(中枢NPY)和来自交感神经的神经肽Y(外周NPY),在调控体重方面具有相反作用。为了验证这一推测,研究团队使用小鼠模型进行研究,这些小鼠去除了交感神经元中的NPY,而大脑中NPY则保持完整。
具体来说,该研究表明,外周神经肽Y(外周NPY),由交感神经系统的神经元释放,支持一部分祖细胞的增殖,这些祖细胞会进一步发展成一类特殊类型的脂肪细胞——这些脂肪细胞会燃烧脂肪而不是储存脂肪。各种脂肪储库有助于调节体重,可分为三种类型:白色脂肪、米色脂肪和棕色脂肪。其中,白色脂肪储存能量,而米色脂肪和棕色脂肪则会燃烧能量产生热量,它们通过一种称为非颤抖产热的过程来消耗能量。
之前已知脂肪组织中的产热脂肪细胞可起源于“壁细胞”(Mural cell),这种细胞环绕着动脉血管壁。也已知壁细胞能感知NPY,因为它们拥有神经肽Y受体(NPYR1)。
这项最新研究表明,在缺乏由细轴突向动脉血管局部递送NPY的情况下,小鼠会变得肥胖。这种肥胖并不是由于食物摄入量的增加,而是由于产热能力降低导致的能量消耗减少。NPY有助于促进壁祖细胞(产热脂肪细胞的前体细胞)的增殖。也就是说,如果没有交感神经产生的NPY,棕色脂肪组织会向白色脂肪组织转变,从而降低产热能力,在肥胖症发生前减少能量消耗。
该研究还发现,随着肥胖的发生,产生NPY的交感神经会退化,这一机制很可能也适用于其他类型的肥胖。
总的来说,该研究表明,相对于大脑产生的中枢NPY的促食欲作用,交感神经产生的外周NPY则通过独立于食物摄入、促进脂肪燃烧和能力消耗的方式,对体重发挥相反的作用。
从交感神经元中敲除NPY会使棕色脂肪组织向白色脂肪组织转变,减少能量消耗和产热,使小鼠在不增加食物摄入的情况下更容易发生饮食诱导的肥胖
这项研究也提示我们,能量消耗可能比食欲在维持体重发挥更重要的作用,并非所有的肥胖都是源于暴饮暴食,靶向调控能量消耗的特定机制可能成为治疗肥胖的关键,例如直接操纵促进脂肪燃烧而不减少食物摄入的交感神经元。
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