大脑的“食欲控制中心”在超重和肥胖人群中的区别

剑桥大学的科学家们已经证明，与体重正常的人相比，超重者和肥胖者大脑中的下丘脑是控制食欲的关键区域。

　　

研究人员表示，他们的发现进一步证明了大脑结构与体重和食物摄入的相关性。

目前的估计表明，全世界有超过19亿人超重或肥胖。根据健康改善与差异办公室的数据，在英国，近三分之二的成年人超重或患有肥胖症。这增加了个人患上一系列健康问题的风险，包括2型糖尿病、心脏病和中风、癌症和精神健康状况不佳。

很多因素影响我们吃多少和吃什么类型的食物，包括我们的基因、激素调节和我们生活的环境。我们的大脑究竟发生了什么来告诉我们是饿了还是饱了，目前还不完全清楚，尽管研究表明，下丘脑——大脑中一个杏仁大小的小区域——起着重要作用。

剑桥大学精神病学和露西·卡文迪什学院的Stephanie Brown博士说:“虽然我们知道下丘脑对决定我们吃多少很重要，但实际上我们对活人大脑的这个区域知之甚少。这是因为它非常小，很难通过传统的核磁共振脑部扫描来识别。”

大多数关于下丘脑在食欲调节中的作用的证据来自动物研究。这些研究表明，下丘脑内部存在复杂的相互作用途径，不同的细胞群共同作用，告诉我们什么时候饿了，什么时候饱了。

为了解决这个问题，布朗博士和他的同事们使用了一种利用机器学习开发的算法，分析了1351名年轻人的MRI脑部扫描结果，并对BMI评分进行了分析，在比较体重过轻、健康体重、超重和肥胖的个体时，寻找下丘脑的差异。

在今天发表在《Neuroimage: Clinical》杂志上的一项研究中，研究小组发现，超重和肥胖的年轻人下丘脑的总体体积明显更大。事实上，研究小组发现下丘脑的体积和身体质量指数(BMI)之间存在显著关系。

这些体积差异在下丘脑的那些通过释放激素来平衡饥饿感和饱腹感来控制食欲的子区域最为明显。

虽然这一发现的确切意义尚不清楚——包括结构变化是体重变化的原因还是结果——但一种可能性是，这种变化与炎症有关。先前的动物研究表明，高脂肪饮食会引起下丘脑炎症，进而引发胰岛素抵抗和肥胖。在小鼠身上，仅仅三天的高脂肪饮食就足以引起这种炎症。其他研究表明，这种炎症可以提高动物饱腹的阈值——换句话说，它们必须比平时吃更多的食物才能感到饱。

该研究的第一作者Brown博士补充说:“如果我们在小鼠身上看到的情况在人身上也是如此，那么吃高脂肪饮食可能会引发食欲控制中心的炎症。随着时间的推移，这将改变我们判断自己是否吃饱的能力，以及我们的身体如何处理血糖，从而导致体重增加。”

研究小组说，炎症可以解释为什么这些人的下丘脑更大。一种说法是，身体对炎症的反应是通过增加大脑中被称为神经胶质的特殊免疫细胞的大小来实现的。

该研究的资深作者、来自剑桥大学精神病学和克莱尔学院的Paul Fletcher教授说:“过去20年让我们对食欲控制以及肥胖如何影响食欲有了重要的认识。剑桥大学的代谢研究人员在这方面发挥了主导作用。我们希望通过采用这种新方法来分析大型数据集的脑部扫描，我们可以进一步将这项工作扩展到人类身上，最终将这些微妙的大脑结构发现与食欲和饮食的变化联系起来，从而对肥胖有更全面的了解。”

研究小组表示，需要更多的研究来证实下丘脑体积的增加是超重的结果，还是下丘脑体积较大的人一开始就倾向于吃得更多。这两个因素也有可能相互作用，形成一个反馈循环。

这项研究得到了Bernard Wolfe健康神经科学基金、Wellcome和NIHR剑桥生物医学研究中心的支持，并得到了英国阿尔茨海默氏症研究中心的额外资助。

Stephanie S.G. Brown, Margaret L. Westwater, Jakob Seidlitz, Hisham Ziauddeen, Paul C. Fletcher. Hypothalamic volume is associated with body mass index. NeuroImage: Clinical, 2023; 103478