熱量限制(CR)或禁食方案被認(rèn)為是預(yù)防慢性代謝紊亂、改善自身免疫性疾病和延緩衰老的最有效的非藥物干預(yù)措施之一。盡管做出了努力，但CR改善健康，特別是大腦健康的機(jī)制仍未完全了解。代謝穩(wěn)態(tài)對(duì)大腦功能至關(guān)重要，詳細(xì)的大腦代謝組圖譜對(duì)于理解連接不同大腦區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要。

2023年9月7日，大連醫(yī)科大學(xué)樂衛(wèi)東、Shao Yaping及中科院大連化學(xué)物理研究所許國旺共同通訊在Signal Transduction and Targeted Therapy=在線發(fā)表題為“A metabolome atlas of mouse brain on the global metabolic signature dynamics following short-term fasting”的研究論文，該研究生成了短期禁食(STF)后小鼠大腦多個(gè)區(qū)域的全球代謝特征動(dòng)態(tài)的代謝組圖譜，確定了腦區(qū)域之間的顯著代謝差異以及STF觸發(fā)的區(qū)域依賴性代謝重塑。

該研究發(fā)現(xiàn)STF引起三酰甘油降解和脂肪分解，以補(bǔ)償禁食條件下的能量需求。此外，還觀察到氨基酸譜的變化，這可能在STF對(duì)能量代謝、神經(jīng)遞質(zhì)信號(hào)傳導(dǎo)、抗炎和抗氧化的調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。此外，該研究首次報(bào)道了STF引發(fā)大腦和肝臟中N-?；掖及?一類神經(jīng)保護(hù)脂質(zhì))的顯著升高。這些發(fā)現(xiàn)為CR的分子基礎(chǔ)和機(jī)制提供了新的見解，并為進(jìn)一步的研究提供了全面的資源。

熱量限制(CR)被認(rèn)為是延緩衰老和支持代謝健康的最有效和最穩(wěn)健的非藥物干預(yù)措施之一。CR的形式可以從慢性但溫和的熱量攝入減少到間歇性的短期禁食循環(huán)(STF)。越來越多的研究證實(shí)，這些不同形式的CR對(duì)健康有有益的影響，包括減肥、改善代謝綜合征和心血管疾病，以及延長壽命。臨床研究也顯示了CR對(duì)腦部疾病的益處，如癲癇、阿爾茨海默病(AD)和多發(fā)性硬化癥。然而，CR改善健康，尤其是大腦健康的機(jī)制仍然難以捉摸。

大腦具有獨(dú)特的解剖區(qū)域形態(tài)，在大腦發(fā)育和功能維持過程中，每一個(gè)解剖區(qū)域都涉及大量不同的細(xì)胞類型和高度整合的分子程序腦內(nèi)代謝穩(wěn)態(tài)對(duì)腦功能至關(guān)重要。詳細(xì)的大腦代謝圖譜對(duì)于理解連接不同大腦區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)是至關(guān)重要的。腦代謝組和蛋白質(zhì)組的明顯區(qū)域差異最近被揭示出來。研究表明，雖然葡萄糖是大腦的主要能量供應(yīng)者，但不同的細(xì)胞群通過不同的代謝途徑使用葡萄糖，要么是糖酵解，要么是戊糖磷酸途徑(PPP)哺乳動(dòng)物的大腦依靠各種小分子代謝物，如神經(jīng)遞質(zhì)、脂質(zhì)和氨基酸來完成其功能。代謝物是分子生物學(xué)的最終結(jié)果，由于存在大量的反饋機(jī)制和調(diào)節(jié)回路，代謝物的特征不能簡單地通過基因組、轉(zhuǎn)錄組或蛋白質(zhì)組特征來預(yù)測。因此，全面分析代謝重編程對(duì)CR的反應(yīng)可能會(huì)導(dǎo)致有效的治療策略，以預(yù)防腦部疾病和擴(kuò)大健康壽命。

STF后腦和肝臟代謝重塑（圖源自Signal Transduction and Targeted Therapy ）

在哺乳動(dòng)物中，正常飲食模式的紊亂會(huì)改變系統(tǒng)的新陳代謝。先前的研究表明，CR分級(jí)后小腦代謝物的變化與攝食調(diào)節(jié)有關(guān)在STF大鼠中發(fā)現(xiàn)胰島素水平升高，下丘腦神經(jīng)元和內(nèi)皮細(xì)胞葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)上調(diào)。此外，據(jù)報(bào)道，CR飲食可改善大腦區(qū)域γ-氨基丁酸（GABA）系統(tǒng)的衰老相關(guān)失調(diào)，皮質(zhì)酮狀態(tài)和認(rèn)知功能。然而，CR或STF對(duì)腦時(shí)空代謝組的影響研究尚不充分，僅集中于有限的代謝物或局限于大腦的幾個(gè)解剖區(qū)域。

利用基于氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)的代謝組學(xué)和基于液相色譜-質(zhì)譜(LCMS)的脂質(zhì)組學(xué)技術(shù)，該研究描繪了七個(gè)大腦區(qū)域的代謝特征，并描繪了不同禁食時(shí)期不同大腦區(qū)域的代謝重塑。作者確定了一系列代謝物，包括不同的代謝模塊，從糖、脂質(zhì)、氨基酸、核苷到氨基酸神經(jīng)遞質(zhì)。此外，該研究還研究了大腦對(duì)STF的代謝變化，揭示了食物剝奪條件下脂質(zhì)和氨基酸代謝的顯著重塑。該研究為CR改善大腦健康的潛在機(jī)制提供新的見解，并為未來的研究提供全面的資源。

原文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41392-023-01552-y

來源：iNature

版權(quán)聲明：
本網(wǎng)站所有注明“來源：梅斯醫(yī)學(xué)”或“來源：MedSci原創(chuàng)”的文字、圖片和音視頻資料，版權(quán)均屬于梅斯醫(yī)學(xué)所有，非經(jīng)授權(quán)，任何媒體、網(wǎng)站或個(gè)人不得轉(zhuǎn)載，授權(quán)轉(zhuǎn)載時(shí)須注明“來源：梅斯醫(yī)學(xué)”。本網(wǎng)所有轉(zhuǎn)載文章系出于傳遞更多信息之目的，且明確注明來源和作者，不希望被轉(zhuǎn)載的媒體或個(gè)人可與我們聯(lián)系，我們將立即進(jìn)行刪除處理。同時(shí)轉(zhuǎn)載內(nèi)容不代表本站立場。
在此留言

相關(guān)知識(shí)

《自然》重磅：大腦能量機(jī)制新發(fā)現(xiàn)，有望促進(jìn)大腦健康與長壽
輕度運(yùn)動(dòng)+抗氧化劑=幫助大腦健康的完美組合？
中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會(huì)第三屆“腦康復(fù)與腦健康促進(jìn)”科普大賽作品征集的通知（第一輪）
Cardiovasc Res 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院趙健元教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)孕期葉酸對(duì)子代心血管健康影響的兩面性@MedSci
中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會(huì) 科普宣傳 認(rèn)識(shí)大腦,促進(jìn)腦卒中康復(fù)
華東師范大學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)減肥新方法，局部熱療燃燒脂肪
睡眠影響大腦健康
有益于大腦健康的9種頂級(jí)食物
電腦族抗輻射常吃9大食物
大腦健康營養(yǎng)指南：平衡飲食重塑聰明大腦——我家的一老一少是這樣改變的

網(wǎng)址: STTT：餓一會(huì)，促進(jìn)大腦健康！大連醫(yī)科大學(xué)樂衛(wèi)東等團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)短期禁食激活大腦的抗炎、抗氧化機(jī)制@MedSci http://www.u1s5d6.cn/newsview216700.html