简介肥胖是一种慢性、复发性、神经行为疾病,具有遗传 1-3 或表观遗传 4,5 基础。肥胖会增加患几种慢性疾病(包括 2 型糖尿病、高血压、血脂异常和心血管疾病)和过早死亡的风险。6 肥胖的遗传基础解释了为什么强大的生理机制会坚决保护体重。要了解身体如何保护体重,首先必须了解体重是如何调节的。体重由下丘脑控制。在下丘脑的弓状核中,有两种类型的神经元。一种类型表达神经肽 Y (NPY) 和刺鼠相关蛋白 (AgRP),它们都会刺激饥饿感。另一种类型的神经元表达促阿片黑素皮质素 (POMC)(从中裂解出 α 黑素细胞刺激激素 [α MSH])以及可卡因和苯丙胺调节转录本 (CART)。 α MSH 和 CART 均能抑制饥饿感。在一天中的任何特定时间,这些神经元的活动决定了我们是否想吃东西。那么问题是什么控制着这些弓状核神经元的活动呢?弓状核有许多输入,包括来自位于脑干的孤束核、愉悦通路和皮质。此外,十种循环激素也会影响这些特定神经元的活动,从而调节食物摄入量。这些激素来自肠道、胰腺和脂肪。令人惊讶的事实是,这些激素中只有一种(生长素释放肽)会刺激饥饿感,而九种(瘦素、胆囊收缩素、肽 YY、胰高血糖素样肽-1、胃泌酸调节素、尿鸟苷素、胰岛素、胰淀素和胰多肽)会抑制饥饿感!肥胖为何会复发? 1994 年发现瘦素后不久,人们发现这种抑制饥饿的激素水平在节食减肥后会急剧下降。7 相反,刺激饥饿的激素生长素释放肽的水平在减肥后会增加。8 随后的研究显示,减肥后餐后胆囊收缩素的水平也会降低。9 这些变化会导致饥饿感增加。2011 年,研究证明其他调节饥饿的激素也会朝着增加饥饿感的方向变化,而且这些变化是长期的。10 这些反馈回路解释了为什么减肥效果很难长期保持,以及为什么生活方式的建议只能导致适度的减肥。正是由于这个原因,抑制饥饿的药物对于减肥来说是必要的,更重要的是,对于长期维持体重来说也是如此。肥胖症的药物治疗当作为生活方式干预的辅助手段时,减肥药物可以增加实现临床有意义的(≥5%)减肥的可能性,并降低体重反弹的可能性,包括减肥手术后。11 药物治疗比单纯改变生活方式更能达到减肥的效果,并且有利于防止体重反弹。12
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暴饮暴食和能量消耗不平衡是导致超重和肥胖的主要因素。从理论上讲,减少食物摄入和增加能量消耗是治疗肥胖最简单的方法。然而,对于肥胖者来说,控制食物摄入以减轻体重往往很难实现和维持。目前,开发抑制食欲或减少食物摄入(肥胖的直接和主要原因)的减肥药物或干预措施仍然具有挑战性。2021年,索马鲁肽作为一种新的有效减肥药被批准,它通过强烈减少食欲和抑制食物摄入发挥其减肥作用(Wilding 等人,2021;Shu 等人,2022)。尽管它具有很强的疗效,但对其机制的不完全了解,以及对安全性和高成本的担忧,可能会限制其广泛使用。因此,开发新的食欲抑制药物和干预措施仍然是必要的。人体通过肠道(外周控制)和大脑(中枢控制)之间的通讯,以高度复杂的方式调节食物摄入和食欲 ( Hussain et al., 2014 )。外周信号通过两种主要途径将信息从肠道传递到大脑:血液和迷走神经。营养物质和激素等外周信号通过血液传播,到达大脑后,作用于下丘脑,特别是弓状核 (ARC),因为该处的血脑屏障不完整 ( Hussain et al., 2014 )。下丘脑 ARC 包含两组不同的神经元:表达刺豚鼠相关肽 (AgRP) 的神经元和表达促阿片黑素皮质素 (POMC) 的神经元。这些神经元通过释放各种神经肽(例如 AgRP、神经肽 Y (NPY)、α-黑素细胞刺激激素 (α-MSH))和神经递质(例如 γ-氨基丁酸 (GABA) 和谷氨酸 (Glu))到 ARC 内部和外部的附近和下游神经元,以协调的方式调节食欲和食物摄入量(Wu and Palmiter,2011;Vong et al., 2011;Lowell, 2019),在整合外周和中枢信号方面发挥着至关重要的作用。相反,携带肠道信息的外周信号通过迷走神经传输到脑干。然后,脑干将这些外周输入投射到下丘脑和其他大脑区域,以调节食欲和食物摄入量。下丘脑还会以双向方式将信息发送回脑干,脑干又会通过迷走神经将信息传回肠道,以控制胃排空、胃动力和胰腺分泌等。为了开发减肥药物或干预措施,针对或操纵这些神经肽或神经递质的信号(通过增强或抑制它们)可以成为控制食物摄入的有效策略。研究表明,中枢 GABA 能信号在调节食物摄入和能量稳态方面发挥着复杂的作用。根据大脑区域和神经元类型的不同,GABA 可以抑制或促进食物摄入和能量消耗。例如,下丘脑 AgRP 神经元投射到背内侧下丘脑核、下丘脑室旁核和副臂核的 GABA 信号促进进食(Han 等人,2023 年;Lowell,2019 年;Wu 等人,2009 年)。研究表明,下丘脑 AgRP 神经元中 GABA 合成和血管转运蛋白的缺失会减少食物摄入并增加能量消耗