《自然》:慢性压力毁血糖!科学家发现全新调控血糖神经通路,可快速调节肝脏糖生成,反复压力会钝化此通路,导致糖代谢受损丨科学大发现

B站影视 韩国电影 2025-09-14 19:12 1

摘要:当动物在大自然中遇到威胁或其他会带来压力的刺激时,必须要迅速调动储存的能量来支持一些防御行为,例如逃跑、闪躲或僵直。在很有名的“战-逃反应”中,葡萄糖就是一种重要的响应刺激的能量,为心脏和大脑供能。这种环境威胁引起的代谢变化在进化上是高度保守的。

*仅供医学专业人士阅读参考

当动物在大自然中遇到威胁或其他会带来压力的刺激时,必须要迅速调动储存的能量来支持一些防御行为,例如逃跑、闪躲或僵直。在很有名的“战-逃反应”中,葡萄糖就是一种重要的响应刺激的能量,为心脏和大脑供能。这种环境威胁引起的代谢变化在进化上是高度保守的。

现代社会中,人类虽然已经不像野生动物那样会面临天敌的威胁,但这种进化上保守的机制很多仍然存在,并且可能会转化为特殊的对机体健康产生影响的机制。

在最近的《自然》杂志上,美国西奈山伊坎医学院的研究团队就发表了一项这样的最新研究[1]。他们发现,急性压力会激活内侧杏仁核(MeA)中投射至腹内侧下丘脑(VMH)的神经元,从而引发高血糖和食欲减退。这些神经元对血糖的调控作用不依赖于肾上腺或胰腺的传统血糖调节模式。

他们识别出一种从MeA到肝脏的多突触连接,该通路可促进肝脏通过糖异生快速合成葡萄糖。反复的压力暴露会干扰MeA对血糖的调控,导致类似糖尿病的血糖稳态失调。

这些揭示了一个新的杏仁核-下丘脑-肝轴,负责调控压力下的快速血糖适应,并将反复的压力与糖尿病等代谢功能障碍联系在一起。

研究人员使用急性束缚应激的压力小鼠模型,发现在压力产生后的几分钟内,小鼠的血糖水平就显著升高,同时胰岛素水平下降,胰高血糖素水平升高,这表明机体正在动员能量储备以应对压力。另外,小鼠肝脏中的糖异生相关基因,如Pck1G6pc表达增加,加速葡萄糖产生。这些变化几乎与神经活动同步。

MeA是杏仁核中参与处理社交行为和情绪反应等的区域,此前的研究发现,社会压力会改变MeA神经元的活动。这次,研究人员也观察到了压力小鼠MeA神经元的激活,并且发生在血糖水平升高前。

为了证实MeA神经元的激活与代谢变化的直接关联,研究人员在没有压力的情况下,通过光遗传学方法激活了MeA神经元,发现小鼠的血糖水平仍然显著升高,并且也是通过肝脏糖异生途径实现的,而非胰高血糖素或肾上腺素。此外,小鼠还表现出食欲下降,这可能是由于能量动员的优先级高于摄取食物。

对于压力小鼠来说,在抑制了MeA神经元的激活后,血糖升高显著减少,进食行为也恢复。

接下来,研究人员研究了MeA神经元激活导致血糖升高和食欲抑制的神经回路。他们利用神经示踪技术追踪了MeA神经元的投射路径,发现主要集中在内侧视前区、外侧下丘脑和腹内侧下丘脑(VMH),这些区域已知参与代谢调控。另外还有终纹床核(BNST),它与杏仁核相连,已知参与压力相关的生理和行为适应。

由于VMH和BNST相关的神经回路既参与血糖调节,又在压力下激活,研究人员进一步对这两个脑区进行了探索。他们发现,在急性压力下,仅有VMH神经元被激活,具体来说,包括了谷氨酸能神经元和GABA能神经元,直接激活它们也可以引起血糖的升高。

类似的,在小鼠中利用光遗传学方法直接激活MeA→VMH回路,也能够通过肝脏糖异生途径诱导快速的血糖升高,反之,抑制这条回路后,即使面对压力,小鼠的血糖升高也不那么显著了。研究人员还发现,MeA神经元是直接刺激肝脏葡萄糖的生成,导致血糖升高,并不依赖于传统的作用相对缓慢的肾上腺和胰腺系统。

到这里,还有一个问题就是,神经元的投射是如何连接到肝脏的?他们追踪了MeA神经元的下游投射路径,发现这些神经元通过下丘脑和脑干交感前神经元,最终连接至肝脏的交感神经末梢。当激活该通路时,小鼠不仅血糖升高、肝脏糖异生增强,同时去甲肾上腺素也升高,表明了交感神经活性的增强。

也就是说,在急性压力下,MeA神经元激活,投射到VMH,激活交感神经,增强肝脏糖异生,从而升高血糖。

最后,研究人员测试了在压力反复发生时,MeA-肝脏这一通路是否能够保持活性,他们让小鼠每天都经历束缚压力,持续几天,模拟慢性压力或重复的急性压力状态。此时,小鼠的MeA神经元活性失调,肝脏糖异生增加,这一调控通路被“钝化”。

在外在表现上,小鼠出现了体重增加和血糖调控失衡的现象,基础血糖升高,但对压力的反应变弱,这种状态类似于胰岛素抵抗或糖尿病前期。这表明,反复的压力会引起MeA神经元的活性缺陷,增加代谢异常的脆弱性。

综上所述,研究表明杏仁核神经环路通过快速动员肝脏葡萄糖释放来协调压力下的代谢反应。重复的压力暴露会引发这些调控肝脏功能的MeA神经元活动的适应性变化,导致持续性的血糖升高。如果这些发现可以推广到人类,那么,MeA信号的失调可能是长期处于压力状态的个体中代谢功能障碍发生率升高的一个重要原因。

参考文献:

[1] Carty J R E, Devarakonda K, O’Connor R M, et al. Amygdala–liver signalling orchestrates glycaemic responses to stress[J]. Nature, 2025: 1-10.

本文作者丨应雨妍

来源:奇点网

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