科学副刊:运动如何燃烧脂肪？

来源：生物技术2022-11-08 12336044

这项研究告诉我们，体育运动不仅可以在骨骼肌中产生IL-6，还可以增加下丘脑中IL-6的水平，这可能导致骨骼肌脂肪燃烧的时间比运动本身长得多。这项研究强调了体育锻炼对减肥干预的重要性。

最近，一篇题为《下丘脑白血病-6在骨骼肌代谢控制中涉及神经回路的证据》的研究论文发表在《科学》杂志的子刊《科学进展》上。

这项研究首次描述了连接骨骼肌脂肪燃烧和大脑蛋白质的神经肌肉回路。这项研究增加了定期锻炼有助于减肥的新证据，并进一步强调了体育锻炼对健康的重要性。

下丘脑是控制多种功能的大脑区域。下丘脑腹内侧部(VMH)神经元的活动控制能量消耗和骨骼肌代谢，包括脂肪酸氧化和葡萄糖代谢。

白细胞介素-6(IL-6)是一种促炎细胞因子，但其中枢功能在哺乳动物的代谢中发挥着独特的作用，如燃烧骨骼肌脂肪。以前的研究表明，下丘脑腹内侧核在受到刺激时可以改变肌肉代谢。下丘脑IL-6与能量和食物消耗的控制有关。在肥胖的啮齿动物中，运动刺激下丘脑中IL-6的产生，IL-6可以改善代谢健康。

此前，该团队证明了不同类型的急性运动，如游泳或跑步机跑步，可以增加动物下丘脑中IL6 mRNA的水平。现在，他们提出了一个新的假设，即下丘脑中IL-6的产生可能会激活一个有利于骨骼肌脂肪燃烧的神经肌肉回路。

在这项新的研究中，研究人员使用了来自81个个体的基因型组织表达的人类数据库的交互图，表明下丘脑中的IL-6基因表达与骨骼肌中的脂质代谢和线粒体相关基因之间存在正相关，但与脂质生物合成相关基因之间存在负相关。

随后，该团队进行了一系列小鼠实验，以证明神经肌肉回路的存在。他们观察到了小鼠下丘脑中IL-6基因的表达和骨骼肌中一些脂质生物合成标记物的表达之间的负相互作用。小鼠脑内注射IL-6后，会增加耗氧量，刺激比目鱼肌中参与脂肪酸氧化的关键标志物。在腓肠肌中检测到高水平的AMPK磷酸化。

在另一项实验中，研究人员切除了每只老鼠一条腿的部分坐骨神经。然后将IL-6注入动物大脑。他们观察到老鼠的正常腿部脂肪燃烧了，但这种现象并没有发生在神经被切断的另一条腿上。结果表明，骨骼肌脂肪的代谢仅由下丘脑和肌肉之间的神经连接。

为了阐明神经系统是如何与肌肉相连的，研究人员使用药物来阻断小鼠的肾上腺素能受体。这两个受体负责接收肌肉的神经信号，以执行大脑确定的功能。

他们发现阻断-肾上腺素能受体几乎没有效果，但阻断-肾上腺素能受体时，小鼠肌肉脂肪的氧化停止或急剧减少。

计算机模拟表明，IL-6基因在下丘脑的表达与肌肉肾上腺素能受体的两个亚单位(肾上腺素能受体2A和2C)密切相关。当将IL-6注射到通过基因改造不能产生这些受体的小鼠大脑中时，结果得到了验证：这些小鼠的腿部肌肉脂肪没有代谢活性。

最后，研究人员在生理条件下(急性游泳)评估了这种神经肌肉回路，证实了IL6激活了下丘脑腹内侧部的ERK1/2通路，刺激了小鼠骨骼肌中的AMPK/ACC信号转导和脂肪酸氧化。分析表明，下丘脑IL6/ERK1/2轴与同系小鼠和人类骨骼肌中的脂肪酸氧化和线粒体相关基因密切相关。

研究小组指出，在运动停止后，这种神经肌肉回路与脂肪氧化之间存在联系。这一度被认为不重要，但事实上，它可以持续几个小时。因此，这种神经回路应该被认为是减肥过程中必不可少的。

总之，这项研究告诉我们，体育运动不仅可以在骨骼肌中产生IL-6，还可以增加下丘脑中IL-6的水平，然后骨骼肌脂肪燃烧的时间可能比运动本身要长得多。这项研究强调了体育锻炼对减肥干预的重要性。

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