大脑中的化学物质控制着我们喜欢什么

为了研究一些鲜为人知的大脑化学物质如何影响我们的饮食行为，罗宾·布朗的团队试图用巧克力来挫败老鼠。在澳大利亚墨尔本大学，她的团队让老鼠每三天吃两个小时的甜食。“这让啮齿动物非常兴奋，”布朗说manbetx手机客户端3.0．最后，考试的日子到了。布朗解释说:“我们把食物放在滤茶器里，然后把它挂在家庭笼子里。”“它们能看到、闻到食物，但却无法真正吃到食物。在用这种方式给老鼠施加压力后，墨尔本的研究人员打开了茶过滤器。然后，一些老鼠在短短15分钟内吃掉了它们日常食物摄入量的近三分之二。

布朗说，到目前为止，很难通过实验来弄清楚压力引起的暴食在大脑内部发生了什么。她说:“通常当啮齿类动物感到压力时，它们会停止进食，就像有些人在压力下会停止进食一样。”“但我们中的一部分人——我就是其中之一——压力过大，吃得过多。利用她的团队的新模型，布朗希望研究信号分子(通常被称为食欲素)在压力引起的暴饮暴食中可能发挥的作用。

布朗的团队从这些微小生物身上学到的教训可能具有巨大的意义。2019年英格兰健康调查发现，该国28%的成年人肥胖。2017-2020年美国国家健康和营养调查发现，美国41.2%的成年人肥胖。布朗强调，一个世纪前，只有不到10%的人肥胖。她说:“基因不可能这么快就改变。”“所以，这是关于我们如何与环境互动。布朗与一位开肥胖诊所的内分泌学家合作，该诊所主要治疗代谢问题，比如2型糖尿病。她说:“似乎没有人关注导致肥胖的饮食行为。”

这就是布朗对食欲素感兴趣的原因。它们与以控制饥饿感而闻名的激素分子有很大不同生长激素释放多肽而且瘦素．饥饿素和瘦素在我们体内循环，而食欲素是神经肽，只在我们的大脑中起作用。饥饿素刺激饥饿感，瘦素抑制饥饿感，而食欲素的影响更为根本。有证据表明，食欲素能唤醒我们。他们把我们的注意力集中在我们周围有趣的机会上，比如吃巧克力糖果，还有服用非法药物。处方药已经在利用食欲素在唤醒中的作用。现在，像布朗这样的研究人员正在试图理解和利用它们是如何影响我们的行为的。

找到正确的钥匙

上世纪90年代，科学家发现了饥饿素、瘦素和食欲素，当时人们对肥胖的担忧日益加剧。它们是通过新的分子生物学方法实现的，包括基因改造、克隆和蛋白质纯化。自1998年食欲素被发现以来，很明显它们有多种作用。同年1月和2月，两个团队首次公布了他们存在的细节，从完全不同的角度。

美国达拉斯霍华德休斯医学研究所(HHMI)的Masashi Yanagisawa团队正在研究人类大脑中一类神秘的受体蛋白。这种受体通常被认为是“锁”，当被较小的神经递质分子“钥匙”激活时，它们就会转动。例如，解锁可以通过神经元细胞触发神经信号。日本筑波大学的Takeshi Sakurai解释说，HHMI团队知道存在一种受体类型，它与之前已知的任何神经递质都不匹配。

后来在HHMI工作，Sakurai发现了两种不同的肽，他们后来称之为orexin-A和orexin-B，它们激活了受体．然后，研究小组将一种合成版本注入老鼠的大脑，发现它增加了食物摄入量。樱井说:“摄食行为是一个热门话题，所以我们专注于它们在调节摄食行为方面的功能。”他们还发现了两种受体，称为OX1R和OX2R。但当Yanagisawa在一次会议上展示这些发现时，研究小组惊讶地发现另一个小组展示了相同肽链的数据。

美国加州斯克里普斯研究所的Gregor Sutcliffe团队一直在寻找只有大脑某个区域的细胞才能转化为蛋白质的基因。他和他的学生路易斯·德·莱西亚(Luis De Lecea)以及他们的同事们一起，专注于被认为是大脑关键控制中心的下丘脑。在他们发现的基因中，有编码促食欲肽的基因叫做下丘脑素．研究人员注意到食欲素在刺激神经方面的作用，而不是喂养，这暗示了食欲素最著名的功能。

Yanagisawa的团队和其他科学家后来证明，肽有助于调节我们的睡眠和清醒周期，缺乏产生食欲素的神经元是嗜睡症的原因之一。瑞士联邦理工学院(ETH Zürich)的丹尼斯·布尔达科夫(Denis burakov)说，突然瘫痪或睡眠是人类、狗和老鼠缺乏食欲素的显著症状。每2000人中就有超过一人患有这种食欲素缺乏症，赢得比赛、被挠痒痒或吃巧克力等积极情绪会导致这些“猝倒发作”。例如，缺乏食欲素的狗在吃肉时就会昏倒。

注意喂养

当其他研究人员主要关注食欲素的睡眠/觉醒功能时，Sakurai一直在研究食欲素与进食的联系。他的研究小组发现瘦素能有效地抑制通过促食欲素神经元的信号，而饥饿素则能刺激它们。然而，科学家们仍在破译这些联系。

加拿大卡尔加里大学的Stephanie Borgland解释说，在基本水平上，瘦素能读出我们体内的能量。她说:“瘦素从你的脂肪细胞中释放出来，根据你的能量多少进行循环并抑制食欲。”具体来说，脂肪细胞在吸收脂质分子或在你睡觉时释放瘦素。相反，胃粘膜腺会在压力和饥饿时分泌胃促生长素，与瘦素的作用相反。Borgland解释说，作为昼夜节律的一部分，我们全天都会释放这些激素和食欲素。她说:“早上醒来时，促食欲素和胃饥饿素会激励你进食。”

Borgland认为食欲素是一种动力，这在一定程度上要归功于美国Gary Aston-Jones团队的研究。2005年，该小组证明了这一点下丘脑外侧的促食欲素细胞促使小鼠寻找可卡因、阿片类药物和美味的含糖食物奖励。目前在美国新泽西州罗格斯大学工作的阿斯顿-琼斯说，从那以后，许多实验表明，可以被食欲素a和食欲素b激活的OX1R“在激励许多不同药物和自然奖励方面发挥着关键作用”。他的团队将其与睡眠、清醒和其他角色结合起来，提出了一个名为“动机激活”的一般假设，其中食欲素是“许多不同行为的开关”。

这些发现表明，由胃促生长素和瘦素介导的能量管理型饥饿与由我们周围的线索暗示的渴望之间存在差异。“当你开车经过麦当劳的标志时，即使你不饿，你也会想‘我想去吃个汉堡’，”阿斯顿-琼斯说。“我认为，这就是食欲素系统特别参与的地方。“阻断OX1R可能会在不影响更基本的进食回路的情况下减少这种感觉。”阿斯顿-琼斯还提出，食欲素神经元可以有许多不同的功能，这取决于它们连接的确切位置。

许多食欲素神经元从下丘脑外侧开始，连接到大脑的其他区域。不同物种的外侧下丘脑是相似的，因为它控制着许多基本的大脑功能，包括进食、睡眠和清醒。由于它们的广泛联系，布尔达科夫将食欲素神经元称为“大脑政府”。它们连接的一个关键大脑区域是腹侧被盖区(VTA)。由神经递质多巴胺激活的神经元从VTA向外扩散，发挥自己的大脑管理作用，尽管不像阿里新神经元那么广泛。多巴胺可能是一种“感觉良好”的化学物质，因为它在令人愉悦的奖励和动机中发挥作用。但实际上，多巴胺的功能是复杂的，食欲素的功能也是复杂的。

模棱两可的连接

除了对奖励做出反应外，促食欲素神经元也可以对威胁和压力做出反应，特别是在下丘脑内侧而不是外侧。Aston-Jones说，OX2R也比OX1R更多地参与压力反应和睡眠和清醒，因此是治疗失眠的促食欲素抑制剂应该针对的受体。阿斯顿-琼斯指出，美国食品和药物管理局(fda)已经批准了三种治疗失眠症的orexin拮抗剂:suvorexant(销售名称Belsomra)、daridorexant (Quviviq)和lemborexant (Dayvigo)，它们同时针对OX1R和OX2R。总的来说，他说，食欲素通过唤醒和激励调节奖励驱动行为的假设不像它的睡眠/清醒作用那样被广泛接受，但正在“获得支持”。

一种理论认为，我们吃东西是为了关闭食欲素细胞，因为我们不喜欢焦虑的感觉

同样是在2005年，De Lecea的斯克里普斯团队对食欲素如何驱动动机采取了不同的观点他指出，压力是主要因素，而不是奖励．布尔达科夫说，这在科学家之间引起了不必要的争论。他解释说:“那篇论文表明，食欲素会导致类似压力的状态，从而导致小鼠重新寻求药物。”同样，食欲素会增加焦虑，并在进食时被关闭。布达科夫说:“有一种理论认为，我们吃东西是为了关闭食欲素细胞，因为我们不喜欢焦虑的感觉。”对我来说，这是一样的。如果你有压力，你就会寻求回报。如果你是一个正在戒毒的瘾君子，最常见的刺激就是你的压力很大。压力导致寻求奖励，所以两者是一回事。”

作为另一个谜题，樱井同样强调，缺乏食欲素并不会显著改变饥饿感。缺乏食欲素的老鼠吃得稍微少一些，但由于它们没有动力，它们跑得少了，而且由于消耗的能量少了，它们的体重也增加了。同样，缺乏食欲素的人也会有点超重。

2009年，Borgland通过研究食欲素在VTA中的作用，稍微解开了这个复杂的问题。她的团队发现导致更多能识别常见神经递质谷氨酸的NMDA受体来到连接食欲素神经元与其邻居的突触表面．Borgland说，这有效地放大了任何来自谷氨酸神经元的信号。她的团队假设，这使得我们更有可能为了美食等奖励而努力工作。

为了验证这一想法，卡尔加里的科学家们对老鼠进行了渐进式比率杠杆压力测试。在这个实验中，老鼠按一次杠杆就会得到奖励，然后是三次，五次，直到它们放弃为止。他们对普通老鼠的食物、高脂肪巧克力颗粒和可卡因进行了实验。可以预见的是，获得正常食物奖励的大鼠更容易放弃。但令人惊讶的是，阻断食欲素信号只改变了大鼠吃高脂肪巧克力和可卡因的积极性，而不是正常饮食。这表明，食欲素只对老鼠真正喜欢的东西起作用。

促食素黑客

研究结果表明，食欲素是如何进入多巴胺激励奖励系统，并将食物和可卡因等药物联系起来的。奖励系统“不是针对滥用药物的，而是引导我们在环境中找到预测食物的线索，”鲍格兰说。滥用药物利用了这一点。因此，研究人员现在正在临床试验中测试像suvorexant这样的促食欲素拮抗剂，以对抗渴望和成瘾，以及暴饮暴食，但不包括肥胖。鲍格兰说:“问题在于，肥胖者并不一定是暴食者。”肥胖问题有很多。”

食欲素受昼夜节律的高度调控

布朗同样利用已知的药物成瘾来研究为什么人们会与暴食作斗争。布朗说:“我对食欲素是否参与调节这种特定类型的暴饮暴食行为非常感兴趣。”她现在刚刚开始用压力引起的暴饮暴食的老鼠沮丧模型来探索这个问题。然而，迄今为止，她与制药公司的讨论表明，他们对开发治疗饮食失调和成瘾的方法兴趣不大。相反，他们专注于开发治疗失眠症的促食欲素药物，因为“它们不像其他促进睡眠的药物那样有滥用的可能”。

即使事实证明，食欲素对食品和药物的影响对制药公司来说始终没有吸引力，但了解它的作用机制仍然可以帮助我们。例如，它解释了为什么良好的睡眠和日常生活使大多数人受益。她说:“饮食素受到昼夜节律的高度调节——我们什么时候睡觉，什么时候吃饭。”“我认为，在正常进食时间睡个好觉和吃点东西不太可能引发大量食欲素的释放，而食欲素可能会刺激不同的系统，促使你吃喝，或让你感到压力。”

布达科夫看到了另一个机会，因为他的ETH团队发现，与博格兰的团队一样，食欲素的作用可能因食物而异。研究人员观察了不同的氨基酸、脂肪和糖，发现它们对促食欲素神经元的影响不同。以氨基酸形式摄入的卡路里比以糖形式摄入的卡路里更能刺激食欲神经元。到目前为止，研究人员发现了我们如何以及为什么喜欢食物和药物，以及它们的后果，这是很诱人的。但ETH团队关于食物对这种神经递质的不同影响的发现，对我们对身体的控制程度具有重大意义。

“食欲素神经元有点像你的心脏，”布达科夫解释道。“你不能只是说‘好，心脏，现在每分钟跳动92次。但你可以加速你的心跳:例如，你可以喝很多咖啡。我们一直在研究同样的食欲素。“不吃含糖食物或吃豆腐和鸡蛋等含有非必需氨基酸的食物是否能防止你昏昏欲睡，还需要更多的研究来证明。”但如果真的如此，布尔达科夫认为这是由于食欲素细胞对饮食的敏感性可以让人们“将自由意志的范围扩大到潜意识”．

安迪·Extance是一位生活在英国埃克塞特的科学作家