近日，Science 子刊 Science Advances 上發(fā)表了的一篇題為：Evidence for a neuromuscular circuit involving hypothalamic interleukin-6 in the control of skeletal muscle metabolism 的研究論文。

該研究首次表征一條將骨骼肌脂肪燃燒與大腦中蛋白質(zhì)聯(lián)系起來的神經(jīng)肌肉回路。該研究為定期運(yùn)動(dòng)有助于減肥又添新的證據(jù)，并進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了鍛煉身體對健康的重要性。

下丘腦是控制多種功能的大腦區(qū)域。下丘腦腹內(nèi)側(cè)（VMH）的神經(jīng)元活動(dòng)控制著能量消耗和骨骼肌代謝，包括脂肪酸氧化和葡萄糖代謝。

白細(xì)胞介素6（IL-6）是一種促炎細(xì)胞因子，但其中樞功能在哺乳動(dòng)物代謝中發(fā)揮著獨(dú)特作用，如燃燒骨骼肌脂肪。先前的研究表明，下丘腦腹內(nèi)側(cè)核在受到刺激時(shí)可以改變肌肉代謝。下丘腦IL6與控制能量和食物消耗有關(guān)。在肥胖嚙齒類動(dòng)物中，運(yùn)動(dòng)刺激下丘腦IL6的產(chǎn)生可以改善代謝健康。

此前，該團(tuán)隊(duì)證明不同類型的急性運(yùn)動(dòng)，如游泳或跑步機(jī)跑步，可以增加動(dòng)物下丘腦中的IL6 mRNA水平?，F(xiàn)在，他們提出了一個(gè)新的假設(shè)，即下丘腦IL6的產(chǎn)生可能會(huì)激活一個(gè)有利于骨骼肌脂肪燃燒的神經(jīng)肌肉回路。

在這項(xiàng)新研究中，研究人員使用來自81個(gè)人的基因型組織表達(dá)人類數(shù)據(jù)庫的交互圖顯示，下丘腦IL6基因表達(dá)與脂質(zhì)代謝以及骨骼肌中的線粒體相關(guān)基因之間存在正相關(guān)，與脂質(zhì)生物合成相關(guān)基因呈負(fù)相關(guān)。

隨后，該團(tuán)隊(duì)開展了一系列小鼠實(shí)驗(yàn)以證明神經(jīng)肌肉回路的存在。他們觀察到，下丘腦Il6基因表達(dá)與小鼠骨骼肌中一些脂質(zhì)生物合成標(biāo)志物的表達(dá)之間的負(fù)相互作用。在小鼠大腦注射IL6后，會(huì)增加耗氧量，并刺激了參與比目魚肌中脂肪酸氧化的關(guān)鍵標(biāo)志物。在腓腸肌中檢測到高水平的AMPK磷酸化。

在另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，研究人員切除每只小鼠一條腿上的部分坐骨神經(jīng)。然后將IL-6注射到動(dòng)物大腦。他們觀察到，小鼠正常的腿部脂肪燃燒，但另一條神經(jīng)被切斷的腿沒有發(fā)生這種現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，骨骼肌脂肪的代謝只由下丘腦和肌肉之間的神經(jīng)連接。

為了闡明神經(jīng)系統(tǒng)如何與肌肉聯(lián)系在一起，研究人員使用藥物阻斷小了鼠的α和β-腎上腺素能受體。這兩種受體負(fù)責(zé)為肌肉接收神經(jīng)信號，以執(zhí)行由大腦決定的功能。

他們發(fā)現(xiàn)，阻斷β-腎上腺素能受體幾乎沒有效果，但阻斷α-腎上腺素能受體時(shí)，小鼠的肌肉脂肪氧化停止或急劇減少。

計(jì)算機(jī)模擬顯示下丘腦IL6基因表達(dá)與肌肉α-腎上腺素能受體的兩個(gè)亞基（腎上腺素受體α2A和α2C）密切相關(guān)。當(dāng)將IL-6注射到通過基因改造而不能生成這些受體的小鼠大腦中時(shí)，結(jié)果得到了驗(yàn)證：這些小鼠的腿部肌肉脂肪沒有代謝活動(dòng)。

最后，研究人員在生理?xiàng)l件下（急性游泳）評估了這條神經(jīng)肌肉回路，證實(shí)IL6激活了下丘腦腹內(nèi)側(cè)中的ERK1/2途徑，刺激小鼠骨骼肌中的AMPK/ACC信號傳導(dǎo)和脂肪酸氧化。生物信息學(xué)分析顯示，下丘腦IL6/ERK1/2軸與同基因小鼠和人類骨骼肌中的脂肪酸氧化和線粒體相關(guān)基因密切相關(guān)。

研究團(tuán)隊(duì)指出，這條神經(jīng)肌肉回路與運(yùn)動(dòng)停止后發(fā)生的脂肪氧化之間存在聯(lián)系。這曾經(jīng)被認(rèn)為是不重要的，但事實(shí)上，它可以持續(xù)數(shù)小時(shí)。因此，該神經(jīng)回路應(yīng)該被認(rèn)為對減肥過程至關(guān)重要。

總之，這項(xiàng)研究告訴我們，體育運(yùn)動(dòng)不僅能在骨骼肌中產(chǎn)生IL-6，而且還能增加下丘腦中IL-6的水平，隨后導(dǎo)致骨骼肌脂肪燃燒的時(shí)間可能比運(yùn)動(dòng)本身持續(xù)的時(shí)間要長得多。該研究強(qiáng)調(diào)了鍛煉身體對減肥干預(yù)措施的重要性。