急性应激通过激活下丘脑腹侧被盖核(PVN)来抑制由饥饿驱动的食物寻求行为;这种抑制作用可被抗焦虑药物和胃饥饿素受体激动剂逆转,且重新进食时还会产生类似抗焦虑药物的效果
《Neuroscience Research》:Acute stress suppresses hunger-driven food seeking through PVN activation: Reversal by anxiolytic drug and ghrelin receptor agonist, with anxiolytic-like effects of refeeding
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时间:2025年11月19日
来源:Neuroscience Research 2.3
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急性束缚应激抑制禁食小鼠的饥饿驱动进食行为,苯二氮?通过抑制PVN神经元激活逆转此效应,而MK-677通过增强PVN神经元抑制标记pPDH发挥促食欲作用。重新进食可恢复PVN抑制状态并缓解应激引发的焦虑行为。
### 食欲与压力的交互作用及其神经机制
食欲是动物生存的重要驱动力,它不仅受到体内代谢信号的调控,还受到情绪和环境因素的显著影响。在自然环境中,动物需要在寻找食物的过程中权衡饥饿带来的驱动力与可能遇到的焦虑性或冲突性刺激。这种复杂的交互作用体现了大脑如何在不同的生理和心理需求之间进行动态调整,以确保个体在有限资源下维持生存。然而,目前对于急性压力如何影响饥饿驱动的觅食行为,尤其是其神经机制的理解仍较为有限。
本研究采用了一种基于冲突的开放场觅食行为实验,以探讨30分钟的束缚压力对禁食小鼠觅食行为的影响,以及药物或生理干预如何调节这一效应。研究结果表明,急性束缚压力能够显著抑制禁食状态下动物的觅食行为和食物摄入量,这种抑制作用可以通过腹腔注射抗焦虑药物地西泮(diazepam)或促食欲药物MK-677来逆转。通过分析下丘脑室旁核(PVN)中c-Fos(神经元激活的标志物)和磷酸丙酮酸脱氢酶(pPDH;与神经元抑制相关)的表达水平,研究人员发现,地西泮通过抑制PVN中的c-Fos表达,减轻了压力引起的焦虑反应,而MK-677则通过增加pPDH表达,增强了食欲驱动的觅食行为。此外,再喂养能够促进pPDH表达,并减轻压力引起的焦虑行为,这表明恢复能量平衡对增强压力适应能力具有内在作用。
这些发现揭示了PVN在整合代谢和情绪调节中的关键作用。PVN不仅接收来自下丘脑弓状核的神经信号,还通过调节促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)神经元的活动,协调压力反应。在压力条件下,PVN中的c-Fos表达增加,反映神经元活动增强,而再喂养则通过增加pPDH表达,使这些神经元进入抑制状态。这种变化可能与PVN中特定神经元亚群(如表达CRH、催产素或促甲状腺激素释放激素的神经元)的活动模式有关。未来的研究可以进一步探索这些神经元亚型在压力和觅食行为调节中的具体作用。
### 研究背景与意义
食欲行为的调节是一个复杂的神经过程,涉及多个脑区的协同作用。除了基础的代谢信号外,情绪状态和环境线索也对觅食行为产生重要影响。例如,在觅食过程中,动物可能会遇到潜在的威胁或危险,这些因素可能干扰其对食物的追求。因此,大脑需要在饥饿驱动的觅食行为与情绪相关的回避行为之间进行权衡,以确保个体在安全的前提下获取食物。
已有研究表明,慢性压力可以显著影响觅食行为,导致觅食延迟和食欲下降。这些效应可以通过长期的抗抑郁药物治疗或生理干预(如再喂养)来逆转。然而,关于急性压力对觅食行为的影响,尤其是在焦虑性环境中,仍缺乏深入理解。此外,虽然压力和食欲行为都受到PVN的调控,但它们之间的具体交互机制尚未完全阐明。
本研究的创新之处在于,通过使用基于冲突的开放场觅食实验,系统地评估了急性压力对觅食行为的影响,并探讨了药物干预和再喂养如何调节这一过程。研究结果不仅揭示了PVN在压力和食欲行为调节中的双重角色,还为理解情绪与代谢之间的相互作用提供了新的视角。
### 实验设计与方法
为了评估急性压力对觅食行为的影响,研究人员使用了禁食小鼠,并在开放场环境中测试其觅食行为。实验中,小鼠被分为不同组别,包括正常喂养组、禁食组和禁食后接受束缚压力的组别。研究人员还评估了药物干预的效果,包括地西泮(一种抗焦虑药物)和MK-677(一种促食欲药物),以及再喂养的生理干预。
在行为测试方面,研究人员使用了开放场测试和明暗箱测试,以评估小鼠的焦虑水平。开放场测试中,小鼠被放置在一个500×500毫米的环境中,观察其在中心区域的停留时间、总距离移动以及食物区域的探索行为。明暗箱测试则用于评估小鼠在不同环境下的探索倾向和焦虑反应。
在神经机制分析方面,研究人员通过免疫组织化学技术检测了PVN中c-Fos和pPDH的表达水平。c-Fos是神经元激活的标志物,而pPDH(磷酸丙酮酸脱氢酶)的磷酸化状态与神经元的抑制状态相关。通过比较不同处理条件下的c-Fos和pPDH表达,研究人员能够揭示压力和药物干预对PVN活动的具体影响。
### 实验结果与分析
研究结果显示,禁食小鼠在开放场测试中表现出更强的觅食行为和更高的食物摄入量,这表明饥饿显著增强了觅食动机。然而,当这些小鼠经历30分钟的束缚压力后,其觅食行为和食物摄入量均显著下降,说明急性压力能够干扰饥饿驱动的觅食行为。这一效应在给予地西泮或MK-677后被逆转,表明这两种干预手段能够有效缓解压力对觅食行为的抑制。
进一步的神经机制分析表明,地西泮通过抑制PVN中的c-Fos表达,减少了神经元的激活,从而减轻了压力引起的焦虑反应。相比之下,MK-677通过增加pPDH的表达,增强了神经元的抑制状态,这可能与促食欲作用有关。再喂养同样能够增加pPDH的表达,并减轻压力引起的焦虑行为,这表明恢复能量平衡有助于增强压力适应能力。
这些结果表明,PVN在整合代谢和情绪信号方面发挥着重要作用。在压力条件下,PVN中的神经元活动增强,而再喂养和促食欲药物则能够通过不同的机制,使这些神经元进入抑制状态,从而缓解压力对觅食行为的负面影响。
### 讨论与未来研究方向
本研究的结果为理解压力与食欲行为之间的关系提供了新的证据。首先,急性压力能够显著抑制饥饿驱动的觅食行为,这可能与PVN中神经元的激活有关。其次,抗焦虑药物和促食欲药物能够通过不同的机制逆转这种抑制,这提示了情绪调节和代谢调控在觅食行为中的独立作用,但也可能存在一定的交互作用。
PVN作为连接代谢、神经内分泌和情绪调节的关键枢纽,其活动模式的变化可能反映了大脑对不同环境需求的适应性调整。例如,在压力条件下,PVN的激活可能增强了情绪相关的回避行为,而再喂养则通过抑制PVN的活动,减少了这种情绪干扰,从而促进了觅食行为的恢复。这种机制可能涉及PVN中特定神经元亚群的活动变化,如CRH、催产素或促甲状腺激素释放激素表达的神经元。
此外,研究还发现,MK-677不仅能够增强食欲,还能够通过激活PVN中的抑制性神经元(如GABA能神经元)来缓解压力引起的焦虑反应。这提示了促食欲药物可能通过多条途径影响行为,包括直接增强代谢信号和间接调节情绪相关神经回路。
未来的研究可以进一步探讨PVN中不同神经元亚型在压力和食欲行为调节中的具体作用。例如,可以使用基因敲除或化学遗传学技术,分别研究CRH、催产素或促甲状腺激素释放激素表达的神经元在压力和觅食行为中的角色。此外,还可以结合行为学、神经影像学和分子生物学等多种方法,深入解析PVN在整合代谢和情绪信号中的具体机制。
总之,本研究揭示了急性压力如何通过PVN的激活干扰饥饿驱动的觅食行为,并表明通过药物干预或恢复能量平衡,可以有效缓解这种干扰。这些发现不仅有助于理解情绪与代谢之间的复杂关系,也为开发新的干预策略提供了理论依据。
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