《自然·代謝》:曬太陽,會讓男人變胖!科學家發現,紫外線暴露導致男性胃飢餓素水平升高、食慾增加、體重增長

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p53,著名癌症相關基因,我們時常能看到它出現在腸癌、肺癌、肝癌等相關文獻中,抑癌促癌形態隨意轉換,科學家在它身後苦苦追尋,好一出它逃他追它插翅難飛的經年大戲。

可是如果,我是說如果,p53出現在一個防晒和減肥做主角的故事中。。。先別急著罵胡扯,紫外線暴露導致覓食行為這條路,沒有p53還真的走不通

特拉維夫大學的Carmit Levy教授和他的研究團隊發現,紫外線暴露會誘導胃飢餓素水平升高,讓人容易餓,吃得多,最終造成體重增長。但是,增重這件事只在男性中生效,女性的雌激素會抑制紫外線暴露誘導的胃飢餓素水平升高[1]。

研究結果發表在《自然·代謝》上。

人類對紫外線的研究史,可也不算短了。1928年,紫外線成了公認的致癌物質,人類開始大規模的「防晒文化」;但是很快,人們又發現紫外線能降低心血管疾病風險,「日光浴」就又變成了一項健康活動。

紫外線強度和季節變化密切相關。研究人員在分析飲食數據時,發現男性的食物攝入量受季節變化影響也十分明顯,夏季吃得多,冬天吃得少;女性的食物攝入就很平穩,絲毫沒有受到季節的影響。

男性食物攝入量受季節影響

難道吃得多少,還和紫外線強度有關?甚至還有這麼大的性別差異?

帶著這些疑問,Carmit Levy教授正式開始了探索。

首先,要驗證一下紫外線是否真的會對食慾產生影響。研究人員招募了32名接受光療的皮膚病患者,每周2次或3次接受紫外線暴露(0.1-2.5J/cm²),共10-12次。通過疾病相關食慾問卷(DRAQ),研究人員發現男性在接受光療之後食慾變強,感到飢餓的頻率變高,每頓飯攝入的食物總量也更大。女性在接受光療之後就沒有這些變化。

這表明,紫外線暴露確實改變了男性的食慾和食物攝入量。那麼,雄性小鼠也會有同樣的反應嗎?

為了增加在紫外線中的暴露面積,小鼠們都被剃光了背毛,這樣暴露面積達到了全身面積50%-60%左右。小鼠們接受50mJ/cm²的紫外線照射,持續10周。在這樣的條件下,雄性小鼠表現出了明顯的覓食行為變化,吃飯的次數多,量也變大了,但是雌性小鼠的覓食行為就沒有發生變化。

紫外線暴露對小鼠代謝水平沒有影響,但是雄性小鼠體重增加

研究人員還發現,小鼠的新陳代謝水平並沒有因為紫外線暴露而升高或者降低。那,雄性小鼠食物攝入量增加,代謝水平不變,還不運動,最終結果當然就是,體重增加。

通過對比紫外線暴露前後小鼠血漿中的激素和多肽水平變化,研究人員發現,雄性小鼠血漿中的胃飢餓素水平增加,雌性小鼠的胃飢餓素水平保持不變,而其他在食慾調節過程中起到關鍵作用的激素,比如胰島素濃度,在雄性和雌性小鼠中都未見明顯變化。

所以說,這個胃飢餓素就是食慾增加的關鍵?

胃飢餓素,顧名思義,主要由胃部產生,在飢餓時水平增加。但如果將胃部切除,血液中的胃飢餓素水平僅降低65%,也就是說,還有其他的組織參與胃飢餓素的分泌。雖然聽起來有些不可思議,但是一系列的研究證明,皮膚組織確實參與了多種激素的分泌,而皮下的脂肪細胞,就是胃飢餓素的另一個表達來源[2]。

至於紫外線暴露引起的胃飢餓素水平升高,怎麼想皮下脂肪細胞的「嫌疑」更重一些。研究人員利用離體人類皮膚模擬了紫外線暴露,發現男性皮下脂肪細胞中的胃飢餓素在暴露8h時達到了峰值,而女性的胃飢餓素表達沒有受到影響。

接下來,研究人員對小鼠使用了胃飢餓素受體拮抗劑,紫外線暴露之後,實驗小鼠照常進食,但是食物攝入量卻大不如用藥之前,說明確實是胃飢餓素介導了紫外線暴露導致的雄性小鼠食物攝入量升高。

研究人員對比了紫外線暴露前後的有表達差異的啟動子序列,得到了一些可能的轉錄因子結合位點,然後發現,呀,p53你怎麼在這裡呀

紫外線誘導男性離體皮膚組織p53水平增加

研究人員構建了皮下脂肪細胞p53缺陷型小鼠模型,發現此時的紫外線暴露不能再誘導雄性小鼠的胃飢餓素水平升高了,自然也就不再有食慾和食物攝入量的變化,體重也沒有增長。

那為什麼雌性小鼠沒有受到紫外線暴露的影響呢?研究人員通過查閱資料發現,雖然沒有發現明確的機制,但胃飢餓素和性激素之間確實存在著一些關聯。男性的胃飢餓素與睾酮水平呈正相關,而女性的雌二醇激素與抑制胃飢餓素的合成有關。在離體皮膚組織培養過程中,研究人員也發現了女性雌激素及受體水平顯著高於男性。

研究人員分別用二氫睾酮和β-雌二醇刺激紫外線暴露的脂肪細胞,發現二氫睾酮誘導胃飢餓素水平升高,而β-雌二醇抑制紫外線誘導的胃飢餓素水平升高。而如果將雌性小鼠的卵巢切除,同樣可以觀察到紫外線誘導的食慾和食物攝入量變化。

志願者紫外線暴露試驗

之前都是實驗室模擬的紫外線暴露,那來自大自然(太陽)的紫外線暴露,效果如何呢?研究人員招募了27名志願者,13名男性,14名女性,年齡在18-55歲,穿著無袖上衣和短褲在太陽下曬25分鐘(紫外線暴露約為2000mJ/cm²),在日光浴的前一天和後一天分別收集血液樣本,並由專業的心理諮詢師詢問食慾相關問題。

與正常狀態相比,男性感覺更餓,女性沒有報告飢餓水平顯著差異,胃飢餓素水平也都展現了與之前相似的變化

但是,可千萬別認為這是一個簡單的關於「減肥」和「增肥」的研究。胃飢餓素有抗炎特性,能夠抑制心肌萎縮、降低動脈壓,可能與「日光浴」的心臟益處有關。另外,胃飢餓素還有增強學習能力、抗焦慮和神經保護的功能。或者把眼光放得再長一些,皮膚脂肪和大腦功能之間是否還會有我們未曾探索的領域呢?

在諸多設想之中,研究人員挑了一個看似最簡單的作為文章的結尾,「光療的適用範圍可能會因此擴大」。

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參考文獻:

[1] Parikh S, Parikh R, Michael K, et al. Food-seeking behavior is triggered by skin ultraviolet exposure in males[J]. Nature metabolism, 2022, 4(7): 883-900.

[2]Knerr I, Herzog D, Rauh M, et al. Leptin and ghrelin expression in adipose tissues and serum levels in gastric banding patients[J]. European journal of clinical investigation, 2006, 36(6): 389-394.

本文作者丨王雪寧