喝酒、吃糖容易口渴?Cell子刊揭示大脑应对之策
2018/04/21
为什么喝酒、吃糖会让我们口渴?一项最新研究找到了答案,关键在于一种肝脏激素。科学家们揭示了一种意料之外的抗脱水机制。


图片来源:Pixabay

这一最新研究于4月12日以“The Hormone FGF21 Stimulates Water Drinking in Response to Ketogenic Diet and Alcohol”为题发表在《Cell Metabolism》期刊上。来自于德克萨斯大学西南医学中心的科学家们发现,肝脏激素FGF21(成纤维细胞生长因子21)能够刺激大脑,增加喝水的欲望。这一策略有助于应对特定营养补充下的脱水风险。

已有研究表明,在肝脏中,酒精、糖类(增加对水的消耗)会促进FGF21的表达。现在,Howard Hughes医学研究所药理学教授David Mangelsdorf与分子生物学和药理学教授 Steven Kliewer合作发现,这一激素会经过血液循环到达大脑的特定区域——下丘脑(hypothalamus),刺激口渴信号,从而防止脱水。

让他们意外的是,FGF21激素的这一效应依赖于一个全新的通路,与经典的“肾素-血管紧张素-醛固酮”通路无关。


DOI: https://doi.org/10.1016/j.cmet.2018.04.001

肝脏激素刺激饮水行为

以不表达FGF21的突变小鼠和正常小鼠为模型,研究团队发现,当食用普通食物时,两类小鼠的喝水量相当。但是,高脂肪/低碳水化合物的生酮饮食(ketogenic diet)只会刺激正常小鼠补充水分,而突变小鼠却不会主动喝水。


除了动物试验,研究团队还招募了21名成年人进行了相关研究。这些受试对象会随机饮用酒精和果汁的混合物,或者仅仅饮用果汁。4小时内,研究人员会检测他们血液中FGF21浓度。

结果显示,在酒精的作用下,FGF21水平会在两小时内达到峰值,随后下降。

这表明,FGF21有望被开发成一种药物,用于限制酒精的摄入,并防止其对身体的影响。” David Mangelsdorf教授表示,“这些发现还表明,FGF21在人类和小鼠身上的调控方式是一样的。这一通路涉及到大脑中某些蛋白质的表达和激活。”


Steven Kliewer、Parkyong Song和David Mangelsdorf(图片来源:UT Southwestern)

依赖于不同的通路

让他们意外的是,FGF21激素诱导的口渴效应与经典的“肾素-血管紧张素-醛固酮”通路(人体内重要的体液调节系统)无关,似乎依赖于下丘脑的另一条信号通路,即β-肾上腺素通路(β-adrenergic circuit)

“上世纪70年代的一些研究表明,这一通路可能参与口渴调控。现在,我们的数据显示,FGF21可能会利用这一通路发挥作用。” David Mangelsdorf解释道。

这些结果意味着,FGF21可以作为一种基本的神经营养激素,负责调控水平衡。

责编:悠然

参考资料:

Why alcohol, sugar lead to thirst

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  • The Hormone FGF21 Stimulates Water Drinking in Response to Ketogenic Diet and Alcohol

    Alcohol and ketogenic diets increase water consumption. Here, we show that the hormone FGF21 is required for this drinking response in mice. Circulating levels of FGF21 are increased by alcohol consumption in humans and by both alcohol and ketogenic diets in mice. Pharmacologic administration of FGF21 stimulates water drinking behavior in mice within 2 hr. Concordantly, mice lacking FGF21 fail to increase water intake in response to either alcohol or a ketogenic diet. The effect of FGF21 on drinking is mediated in part by SIM1-positive neurons of the hypothalamus and is inhibited by β-adrenergic receptor antagonists. Given that FGF21 also is known to suppress alcohol intake in favor of pure water, this work identifies FGF21 as a fundamental neurotropic hormone that governs water balance in response to specific nutrient stresses that can cause dehydration.

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