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至少在老鼠身上 大脑中对热香料的传感器可能会在运动后抑制食欲

经过长时间的艰苦锻炼后,人们似乎应该变得饥肠辘辘。他们一直在努力工作,燃烧卡路里——用更多的食物来补充身体所需要的能量。那么为什么大多数人和动物在运动后吃得更少呢?科学家们认为他们在控制食欲的脑细胞中找到了答案。当它们感到发热和烦恼时,这些细胞似乎就会停止进食。

Young-Hwan Jo是一位研究大脑的神经科学家。他在纽约市爱因斯坦医学院工作。作为一名运动员,乔承认他个人对运动和食欲有兴趣。“我每周跑步三次,”他说,之后“我不太饿。”作为一名科学家,他想知道为什么这些锻炼会抑制他的食欲。

当乔想到锻炼的作用时,热总是浮现在脑海中。“运动可以提高体温,”他解释说。也许大脑是通过减少饥饿来对温度升高做出反应的。乔和他的团队决定测试这个想法。他们关注大脑的下丘脑,因为下丘脑对控制食欲很重要。位于大脑中心附近,大致在鼻梁后面。这种组织会释放荷尔蒙——一种在血液中传播的化学物质,甚至可以到达身体的远端。

下丘脑不仅仅是一大块细胞。在它里面,一小群神经细胞或神经元——被称为细胞核——执行不同的功能。

一种被称为血脑屏障的复杂细胞层可以保护大脑免受可能在血液中循环的潜在毒物的伤害。在这个过程中,血脑屏障也保护大脑免受血液热量的伤害。但是一些脑细胞在这个保护屏障外摇摆,包括弧形核细胞。

他推断,这些悬挂着的细胞可能位于正确的位置,可以感知温度,并对动物在运动时产生的微热做出反应。乔的团队会继续证明这是真的。在4月28日的《公共科学图书馆·生物学》(PLOS Biology)杂志上,他们将这种热反应与食欲联系起来。

加热

乔的研究小组发现,在老鼠身上,弓形核中的脑细胞会对一种叫做辣椒素的化学物质产生反应。产生辣味辣椒的分子是相同的。辣椒素通过与受体结合来传递热量——受体是细胞外部的一个分子,充当着一个对接站。这种分子被称为TRPV1受体,它能感知温度。弓状核中的细胞承载着大量的TRPV1受体。乔怀疑这些可能会对动物在运动时产生的微小发烧有反应。

为了测试它们在食欲中的作用,乔的团队在雄性和雌性老鼠的弓形核中加入了一些辣椒素。它与TRPV1受体结合在一起,小鼠吃得更少。乔和他的同事随后阻断了老鼠大脑中的这些受体。现在,他们的脑细胞对辣椒素没有反应——动物们正常进食。

然后,研究人员让他们的老鼠保持体形。他们训练这些动物在跑步机上跑步40分钟。每次锻炼后,这些老鼠的体温都会上升——包括它们大脑的弧形核。啮齿类动物也吃得更少。

作为对TRPV1感受器作用的最后测试,科学家们培育了一只敲除小鼠。这些动物的脑细胞缺乏制造TRPV1感受器的指令。当这些老鼠在跑步机上跑步时,他们的体温会上升,包括他们大脑的弧形核。但这种运动引起的发烧并没有影响他们的食欲。这些老鼠吃的和运动前一样多。

乔说:“人们知道,运动后会失去食欲。”这可能是一种机制。不过,他的团队不能说这是唯一的机制。Jo承认,在回答这个问题时,TRPV1“可能只是一部分”。

Alissa Nolden说:“理解为什么当你停止锻炼时,你就不饿的机制是很有趣的。”她是宾夕法尼亚州费城莫奈尔化学感官中心的食品科学家。她补充说:“(在老鼠身上)可以得到人类无法得到的这种信息,这很酷。”诺尔登和人打交道。她也知道,“把辣椒素注射到人的大脑里是不会有好的效果的。”

不过,诺尔登警告说,当受体受到反复刺激时,它们会随着时间发生变化。她说,如果反复接触运动产生的热血,TRPV1受体可能会变得不那么敏感。然后,不管她有多热,一个运动员在她的比赛后可能仍然贪婪。这就是诺尔登怀疑这需要更多的科学研究——可能还需要更多的老鼠在跑步机上——才能确定的原因。

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