大脑中的激素可以解释运动是如何改善新陈代谢的

　　一项针对小鼠的新研究显示，大脑深处的细胞所表达的线粒体激素似乎在改善新陈代谢和对抗肥胖方面起着重要作用。
　　南加州大学伦纳德戴维斯老年学学院与韩国研究人员的一项合作显示，适度运动如何促使大脑中控制新陈代谢的小区域下丘脑中的细胞释放出一种叫做mots-c的激素。＂Mots-c是一种小蛋白质，编码在细胞较小的线粒体基因组中，而不是细胞核中更多的基因集合，＂南加州大学伦纳德戴维斯学院老年学助理教授、这项新研究的合著者大卫李（Changhan David Lee）说。
　　线粒体，虽然通常被称为细胞产生能量的部分，但近年来被发现在健康和衰老中扮演着更重要的角色，它为细胞过程提供了指导。李和他的同事随后的研究表明，线粒体编码的mots-c如何与核基因组相互作用，并调节细胞代谢和应激反应。压力作为一种平衡行为
　　这项新的研究还说明了线粒体中的压力如何促进健康的新陈代谢--如果保持平衡的话。
　　李说，现有的研究表明线粒体中的低级别压力是如何促进健康和长寿的，这一现象被称为有丝分裂激素。本质上，虽然高水平的应激源(如毒素)会造成重大伤害，但少量的应激源实际上可能会增强健康的线粒体功能。
　　＂正如[哲学家]尼采曾经说过，‘没有杀死我们的东西会让我们更强大，’＂李说。
　　为了研究线粒体应激对新陈代谢的影响，李和他的同事们对培育出的小鼠进行了部分或完全缺乏单基因在特定类型的脑细胞内，下丘脑前阿片皮质素(POMC)神经元。缺失的基因Crif 1控制细胞如何使用线粒体编码的蛋白质。
　　那些完全没有Crif 1基因拷贝的小鼠在进入成年后经历了严重的线粒体压力和代谢问题的指示，包括体重的增加和能量消耗的减少。此外，失踪的老鼠也完全有胰岛素抵抗高血糖，就像人类的2型糖尿病。
　　然而，在Crif 1基因中异型缺失的小鼠--他们可以部分表达该基因，但不像正常小鼠那么多--经历了轻度的线粒体应激和对肥胖或胰岛素抵抗的保护。喂食时高脂饮食虽然前者摄入更多的卡路里，但与正常小鼠相比，失去部分Crif 1功能的小鼠体重增加更少。对老鼠的进一步研究表明，受影响的神经元既表达了更多的mots-c，也表达了更多的β-内啡肽(β-end)，这是一种通常在运动中释放的抑制疼痛的分子。
　　由于体内脂肪组织的变化，POMC神经元线粒体应激较轻的小鼠可能已经避免了肥胖。研究人员注意到，Crif 1异种缺陷小鼠表现出更多的热发生--产生热量的能力--而对脂肪细胞的进一步检查发现，棕色脂肪细胞的数量增加了。
　　棕色脂肪呈现棕色是因为线粒体相对于白色脂肪的存在。在婴儿，他们还没有能力颤抖，以保持身体温暖，他们的更大比例的棕色脂肪消耗糖和白色脂肪，以产生能量和产生热量。科学家们对＂褐变＂脂肪或将白色脂肪转化为棕色脂肪的影响感兴趣，这是解决成年人肥胖问题的一种可能方法，成年人通常只保留少量棕色脂肪。Mots-c治疗，运动各有相似的好处。
　　在后来的实验中，研究人员能够通过直接给大脑注射mots-c来模拟正常小鼠的这些变化，包括棕色脂肪的增加和热的发生。
　　值得注意的是，同样的好处也出现在进行适度运动的小鼠身上。这项研究的结果表明，平衡轻度线粒体压力的过程可能是运动改善新陈代谢的关键部分。这一过程似乎是由mots-c介导的，增加了支持激素代谢参与的研究机构。
　　＂我们的大脑是许多生理功能的控制中心，＂Lee说。＂这是一种新的运动生理学机制，可能为未来运动疗法的发展提供新的场所。＂
　　李和皮查斯科恩（Pinchas Cohen），他是老年学，医学和生物科学教授，南加州大学伦纳德戴维斯学院院长，在2015年首次描述了mots-c，以及它在恢复胰岛素敏感性和对抗饮食和年龄依赖性胰岛素抵抗方面的作用--这通常与锻炼相关。在近日发表的另一篇论文中自然传播，Lee，Cohen和他的同事们证明，mots-c水平在人体运动时会增加，当给予小鼠，可以使幼龄和老年动物的跑步能力翻一番。这些研究提高了开发药物的可能性，以便为不能安全运动的虚弱或残疾人士提供锻炼的健康好处。
　　Lee说，目前的研究表明，线粒体激素不仅在肌肉组织中局部发挥作用，而且还起源于大脑的代谢总部。
　　＂问题是，‘在锻炼时，线粒体是与你的指挥中心沟通，还是绕过它，直接与目标(外周)器官对话？’＂李谈到了围绕mots-c在运动以及新陈代谢。＂我们正在证明这两者都有可能。＂
　　更多资料：Gil Myoung Kang et al. Mitohormesis in Hypothalamic POMC Neurons Mediates Regular Exercise-Induced High-Turnover Metabolism. Cell Metabolism. Volume 33, Issue 2, P334-349.E6, February 02, 2021 DOI: 10.1016/j.cmet.2021.01.003