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Cell:“饿傻了”真有科学依据!对生存也许有重要意义

2018/04/02 来源:学术经纬
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导读
疼痛虽然是一种令人不悦的感觉,却和生物的生存息息相关——通过疼痛,我们能区分哪些场合具有危险性,并对它们进行规避。这能提高我们的生存几率。然而发表在最新一期《细胞》杂志上的一项研究,却给我们带来了一个让人想不通的发现。


▲谁能想到,饥饿还有这种好处?(图片来源:Pexels)

本文转载自“学术经纬”。

生物在饥饿时,对慢性疼痛的感知竟会变得不敏感,这是为什么呢?在演化上保留这一奇怪的特性,难道对生物会有什么好处吗?


▲本研究的通讯作者J. Nicholas Betley教授(前)以及第一作者Amber Alhadeff博士(后)(图片来源:Santiago Pulido;This photo shows researchers Amber Alhadeff and J. Nicholas Betley at work.)

还真有!该研究负责人,宾夕法尼亚大学的J. Nicholas Betley教授说道。这名年轻的教授专门研究饥饿反应,他们课题组想要了解饥饿究竟会怎样影响动物的行为。在一项实验中,研究人员们让小鼠饿上24小时,然后给它们各种刺激,寻找它们的行为是否会出现变化。实验发现,那些脚掌上有炎症反应的小鼠在饿肚子后,舔舐脚掌的行为明显减少,与服用抗炎止疼药的小鼠有类似的行为。这似乎表明它们对炎症疼痛变得不敏感了。

有趣的是,这种不敏感仅仅限于炎症疼痛。“我们发现急性疼痛的感知力保持得相当完整,但炎症疼痛的感知被显著抑制了,这令人震惊!” 该研究的第一作者Amber Alhadeff博士说道。这一结果表明,饿肚子后的“不敏感”并不是身体整体变迟钝了,而是有着神经学上的主动调控。


▲该研究的示意图(图片来源:《细胞》)

那么,这一现象背后的神经学机理是怎样的呢?为了寻找到将饥饿和疼痛相联系的大脑区域,研究人员们开始了大海捞针。首先,他们将目光投向了一类在饥饿下会被激活的神经元(AgRP神经元)。随后,他们逐群激活了这些神经元,以了解哪些细胞也同时参与了炎症疼痛的调控。功夫不负有心人,在大量工作下,研究人员们发现,映射到臂旁核(PBN)的AgRP神经元可能是他们苦苦寻找的答案——当这几百个神经元被激活时,炎症疼痛也得到了抑制。

“这是一个非常有趣的发现,” Betley教授评论道:“我们的大脑里有数十亿个神经元,这一特殊的行为仅和300多个神经元有关。”

进一步的研究表明,一类叫做NPY的神经递质参与了炎症疼痛反应的选择性抑制。如果把NPY的受体给“盖住”,即便小鼠处于饥饿状态,对疼痛也依旧保持敏感。这一通路有着广阔的临床应用潜力,并有望带来缓解慢性疼痛的新药。

而在演化上,这条通路也有很重要的意义。Alhadeff博士指出,急性疼痛固然会指明危险所在,帮助动物生存,但炎症带来的慢性疼痛往往只能带来不适感,对提高生存率没有多少裨益。相反,长期的疼痛还会消磨动物的生存意志。在这样的情况下,长期卧病在床的动物如果能量摄入不足,饥饿就会让动物感觉不到疼痛,鼓励它们出去觅食,维持生命。区区300多个神经元介导的环路,其实对动物的生存是有很大帮助的。

从这个角度看,由于饥饿导致的身体机能迟钝,在表面上是“饿傻了”,而在更高的维度下,这是由演化带来的一大适应性改变。在这方面,大自然可聪明着呢。

参考资料:

[1] A Neural Circuit for the Suppression of Pain by a Competing Need State

[2] Being hungry shuts off perception of chronic pain

[3] The mouse brain can prioritize hunger by suppressing pain when survival is at stake

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