生病的时候为什么没胃口?

作者: John Speakman

来源: 科学世界

发布日期: 2017-01-13 17:59:45

生病期间食欲消失是一种身体对感染的特征性反应,可能是一种进化上的适应。这种机制涉及多种细胞因子,如白介素-18,它们在大脑中的特定区域(如终纹床核)发挥作用,影响食欲和能量平衡。了解这一机制有助于开发针对慢性病患者的营养支持和肥胖症的治疗方法。

生病的时候为什么没胃口?

我10岁的时候,有一天在放学回家的路上肚子一阵剧痛。那疼痛太剧烈了,根本无法站起来走路,以至于最后一百来米我不得不手脚并用爬回去。我好不容易回到家后,母亲却因为我弄脏了校服而很不高兴。虽然她在大声地责备我,我满脑子想的却都是肚子怎么会这么疼。我爬到沙发上蜷缩着,捂着肚子,不断呻吟。

我母亲最终意识到问题的严重,打电话叫来医生给我做检查。

接下来我所记得的就是自己在救护车里,急速驶向医院进行紧急手术,摘除我的阑尾。多年以后,妈妈还对我表示愧疚,但说实话,我并不记得她的呵斥。实际上,这整件事我现在也回忆不起太多了,但有一点印象特别深刻:手术后住院康复期间,我一点胃口都没有,送来的每一餐饭碰都不碰。护士们想尽各种办法让我吃,父母也劝我至少尝几口。但是,我大概有三四天时间就是根本什么都不想吃。

事实上,重病期间没胃口并没有什么特别的,这也不单纯是对手术的反应。其实,这是身体对很多类型的感染,特别是细菌感染的特征性反应。在这种情况下,你想做的是找一个安静的角落躺下,恢复健康。

生病期间抑制食欲可能是一种进化上的适应。关于这种适应如何对人体有利有两种解释。第一种假说认为,如果你不进食,减少营养摄入,体内依靠这些必需营养素繁殖的感染性微生物可能也会受到影响。

身体挨饿的时候,它们也会挨饿,因此可能加快你的康复。而另外一个可能的机制是,如果食欲没有受到抑制,那么你可能会有强烈的动机出去觅食。如果你是在病中,或者摔断了腿,那么你觅食时就不会表现出最佳状态。因此,真正找到食物的几率大大降低,你可能为了觅食而白白浪费能量。不仅如此,你还有可能非但找不到食物,自己反而成为捕食者的盘中餐。所以,当你生病的时候切断你的食欲回路,可能具有很多进化上的意义。

然而,你的胃口消失的时候,你的能量消耗却没有同步消失。你的活动少了,所以不必消耗能量来运动,但是你无法关闭自己的基础代谢——这是不论你是否活动,都需要一直消耗的能量。其实,生病时你的基础代谢率还会升高,因为要增强免疫系统的活动来对抗疾病或修复受损伤的组织。例如,重度烧伤个体的基础代谢率会显著升高,并维持长达两年。

这样,通过进食获得能量的速率与机体消耗能量的速率不匹配,这就意味着我们需要动用自身的能量储备来满足能量需求。机体能量储备有两个主要的来源。其一是主要储存在肝脏的糖原。通常情况下,如果彻底不进食,我们肝脏中储备的糖原能够维持大约一两天。之后,我们就需要动用体内储存的脂肪。这可能也是机体进化出脂肪组织的首要原因,将其作为生病时能够为我们提供能量的临时器官。

有意思的是,患上心脏病、脑卒中(中风)或慢性肾病等严重疾病时,越胖的人预后越好。也就是说,一旦你已经得了心脏病或脑卒中,那么胖一点比瘦一点更有利。但是,在你急着去增加体重之前,还需要知道的是,一个人越胖,得心脏病或脑卒中的风险就越高。正是因为会增加患上心脑血管病等疾病的风险,肥胖被视为是一种需要治疗的临床病症,而不是在某些情况下能保护你的好东西。

关闭饥饿感对短期感染可能是一种有利的适应,而对于长期的疾病如癌症、艾滋病等,关掉饥饿感的开关会造成严重的问题。在这些情况下,长期没有胃口会引起临床上的恶病质(极度瘦弱)。所有体重的减少通常都意味着机体从身体脂肪和瘦组织中获取了能量。患有恶病质的个体利用瘦组织的比例是不正常的。肌肉组织的减少导致他们非常虚弱,在严重的情况下甚至会失去日常行为能力。

这一点至关重要,因为对癌症和艾滋病患者来说,恶病质会大大降低患者的治疗效果和生存率。事实上,据称大约1/5癌症患者的直接死因都是恶病质,全球范围内每年死亡人数约740万。目前,大约50%~85%的癌症患者在确诊之前就已经出现体重降低。在进行癌症诊断之前,出乎意料的体重下降是患者们咨询医生的常见问题之一。

因此,生病期间食欲消失的机制引起了科学家们浓厚的研究兴趣,这有两个基本原因。

一方面,如果我们了解了这个机制,就有可能进行有针对性的干预,为患有慢性病的人们提供更加有效和充分的营养支持。恶病质人群一个很重要的特点是,试图鼓励他们多吃一点东西几乎是徒劳的(和试图劝肥胖的人少吃东西的效果差不多!)。如果我们清楚了食欲是如何消失的,以及瘦组织是如何被动用的,则有可能干预这一过程,让生病没有食欲的人们能够多吃一点,不至于完全发展成恶病质。

让一部分人群多吃自然是主要的目标,另一方面,人们也急需找到让另一部分人少吃的药物,使他们能避免或者逆转肥胖症。

有关食欲低下和恶病质的研究已经有很长时间了。三十多年前的研究结果显示,生病期间,我们的身体会产生大量名为细胞因子的化合物,来介导应对感染的免疫反应。这些细胞因子包括白介素(IL)家族(特别是IL-1和IL-6)和γ干扰素。

人们早就知道,将几种此类细胞因子直接注射进健康动物体内,也能够影响它们的食物摄入。起初,有学者认为导致食欲降低和恶病质发生最重要的细胞因子是肿瘤坏死因子α(TNF-α)。然而,到20世纪90年代,研究证据表明TNF-α并不是单独发挥效应,而是与其他细胞因子协同作用。21世纪初,这些细胞因子库中又鉴定出一个与食欲调节有关系的因子,叫作白介素-18(IL-18)。

缺乏白介素-18的小鼠摄食量更多,能量支出降低,最终会发展成肥胖症。

然而,白介素-18在大脑中如何起作用一直是个谜,因为大脑控制食物摄入的主要脑区(下丘脑)并没有白介素-18受体。

2016年5月发表在《神经科学杂志》(Journal of Neuroscience)上的一篇文章声称发现了一个作用机制,提示白介素-18可能是导致生病时食欲降低的主要因子,这些工作是由美国加利福尼亚州斯克里普斯研究所(TSRI)的科学家完成的。这个研究的起点是发现了大脑中一个很小的脑区(终纹床核,BST)有白介素-18受体的分布,这个脑区是杏仁核的一部分。

BST是大脑中很有趣的一个区域,有趣的原因与食欲控制完全不相干。男性和女性BST脑区的大小差别很大。平均来说,男性BST脑区的大小是女性的两倍。有意思的是,一项关于6位变性人(从男性变为女性)的研究发现,研究对象变性后BST脑区大小变得和女性的很接近。很清楚的是,这与这些研究对象接受雌激素治疗没有关系,因为有一名没有接受雌激素治疗的变性人也有类似大小的BST脑区。

相比之下,一位从女性变为男性的变性者,其BST脑区中的神经元数目则与典型的男性相当。因此,BST脑区很可能是大脑中与性别认知障碍有关的一个关键区域。很奇怪的是,有报道说男性恋童癖患者也具有异常小的BST脑区。

BST脑区有一部分神经元能向下丘脑投射信号,这就是那些携带有白介素-18受体的神经元。研究人员将白介素-18直接注射到这个脑区后发现,小鼠的食物摄入显著降低,且持续了至少6小时。接受白介素-18注射的小鼠6小时内只吃了0.7克食物,而对照组小鼠吃了1.4克。然而,注射白介素-18对小鼠的活动水平和能量支出都没有明显影响,说明白介素-18只对能量平衡公式的能量摄入一边有作用。

研究人员将小鼠BST脑区进行切片,置于生理盐水中保持活性,并利用一种称为膜片钳的技术记录各种细胞的活动。这种技术是将一个电极贴附单个神经元,记录它的电活动。研究人员监测BST细胞时发现,有一种神经递质(谷氨酸)能够强烈刺激向下丘脑投射信号的神经元,这些神经元被称为III型神经元。当用白介素-18处理时,这些BST细胞的兴奋被大为削弱了。

因为这些神经元能投射到下丘脑,降低其兴奋程度能够引起这个脑区神经元活性的连锁反应。事实上,用白介素-18处理BST细胞能够增强下丘脑神经元的激活,因为这些来自BST的细胞减少了另一种神经递质(GABA)的输出,而GABA通常是抑制下丘脑神经元活性的。所记录的下丘脑神经活动特征与动物食欲降低时的情况相符。

为了证明下丘脑的神经活动变化确实是由白介素-18引起的,文章作者构建了一种大脑中白介素-18受体缺失的基因突变小鼠。正如预测的那样,如果真正起作用的是白介素-18,那么来自这些小鼠的脑切片接受白介素-18处理时就没有表现出刺激下丘脑活动的作用。

白介素-18被确定为生病期间食欲下降的一个关键因子,这为对这个过程进行干预提供了几种可能。

例如,如果大脑中白介素-18的受体能够被药物阻断而不发挥作用,那么生病期间白介素-18水平升高也将不再会抑制食欲。目前还有一个很重要的问题没有研究清楚,即白介素-18单独作用或者与其他细胞因子共同作用能在多大程度上控制生病后的食欲。上述研究中,研究人员没有做一个很关键的实验,也就是让白介素-18受体缺失的小鼠受到感染,然后观察与感染相关的食欲下降有没有改变。

另一方面,即使实验证实阻断白介素-18受体只能部分逆转生病引起的食欲降低,那么利用其他药物激活这些BST中的受体也许依然能够抑制食物摄入,因此有潜力成为治疗肥胖症的一个新选择。这似乎是一个更可能的结果,因为前述研究明确显示,向小鼠的BST脑区注射白介素-18能够使食物摄入降低50%。问题是,向大脑注射药物总是存在一些可能的副作用。

考虑到BST脑区在性别认知和恋童癖中的作用,至少可以说,这些副作用可能会很有意思。

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