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交感神經是幕後主使！
撰文 |一枚向日葵
最近天氣愈發寒冷，不少朋友每天都窩在被子裡，享受被窩帶來的溫暖而放棄去戶外感受陽光。然而，這種做法有可能在無意中帶來胰島素抵抗和體重增加的煩惱。
近日一項發表於Science Advances的研究[1]顯示，光照可以透過調節交感神經系統來維持和脂質的平衡。這項動物實驗表明，光照過少可能會導致胰島素分泌增多、糖代謝減緩及脂肪分解減少，而長期處於黑暗環境則會導致體重增加、胰島素抵抗及葡萄糖不耐受等一系列健康問題。
換句話說，長期宅著“不見天日”可能會讓你變胖哦。所以，跟著小編一起讀讀這篇研究，之後好好打扮自己，出去曬曬太陽吧。
圖1 研究題圖
黑暗刺激影響激素分泌及脂肪分解
研究團隊把C57BL/6小鼠分成了兩組：一組是恆定黑暗（DD）組，這些小鼠從出生開始就生活在永恆的黑暗中;另一組是光暗週期（LD）組，它們的日常環境則是12小時光照與12小時黑暗交替的正常晝夜節律。為了更好地瞭解不同光照環境對小鼠的影響，研究團隊在小鼠的不同生長階段對它們的葡萄糖代謝進行了細緻的測試。測試的專案包括葡萄糖刺激胰島素分泌（GSIS）、葡萄糖耐量測試和胰島素耐量測試（ITTs）。這些測試分別在6至8周、3個月和6至8個月的小鼠身上進行。
研究發現，在6至8周齡的小鼠中，生活在黑暗中的DD組小鼠表現出了顯著的代謝變化：它們的胰島素分泌過度，胰高血糖素的分泌則減少，空腹血糖升高，脂質分解也變得緩慢。而這些變化，主要是在雄性小鼠身上觀察到的。儘管小鼠的代謝過程有所變化，但它們的葡萄糖耐量和胰島素敏感性並沒有受到太大影響。
圖2 黑暗處理使6至8周齡小鼠的胰島素分泌增多
GSIS試驗的結果顯示，在離體的胰島中，小鼠對葡萄糖和氯化鉀的刺激產生了正常的胰島素分泌反應，這也意味著小鼠體內胰島素分泌過多，並非源於胰島本身存在問題。接下來，葡萄糖耐量測試為研究者提供了更為關鍵的資訊——DD組的小鼠在60分鐘和90分鐘時的血糖水平高於6至8周齡的LD組小鼠，但曲線下面積沒有顯著差異。這表明，在這一階段，LD組和DD組小鼠的胰島素敏感性並沒有明顯差異。
然而，在對兩組小鼠的胰高血糖素水平進行檢測時，研究者發現，DD組小鼠的胰高血糖素反應卻與LD組不同。在低血糖刺激下，DD組小鼠的胰高血糖素水平明顯低於LD組，反映出它們對低血糖的反應更為遲鈍。為了進一步瞭解糖代謝的變化，研究者用丙酮酸耐受實驗評估葡萄糖生成，結果發現與LD組小鼠相比，DD組小鼠在丙酮酸刺激後血糖水平顯著下降，表明黑暗飼養削弱了小鼠的肝糖生成能力。
此外，研究者還透過測量血漿非酯化脂肪酸（NEFAs）來評估脂質代謝。結果發現，與LD組小鼠相比，在DD組小鼠中，因禁食引起的血漿NEFA水平的升高顯著較低。這一發現表明，黑暗飼養抑制了由白色脂肪組織（WAT）介導的脂肪分解作用。簡而言之，6至8周的黑暗飼養不僅影響了小鼠的糖代謝，還削弱了它們的脂肪分解能力，揭示了黑暗對小鼠生理功能的深遠影響。
圖3 黑暗飼養的小鼠在胰高血糖素分泌、葡萄糖生成和血漿NEFA水平方面存在缺陷
黑暗飼養引起小鼠交感神經反應減弱
研究團隊基於交感神經系統在血糖平衡中扮演著至關重要的角色，提出了一個大膽的猜想：如果缺少光的輸入，交感神經的活躍度就會大打折扣，導致它的活動受到抑制。
為證實這一結論，研究團隊對神經元活性的可靠檢測因子——腹腔-腸繫膜上神經節複合體（CG-SMG）的一種高度調控的原癌基因c-Fos進行了免疫染色。研究者發現CG-SMG複合體中c-Fos陽性交感神經元的數量在LD小鼠和DD小鼠之間沒有顯著差異。然而，短暫低溫暴露啟用交感神經系統後，LD小鼠神經節中c-Fos陽性神經元的數量顯著增加，而DD小鼠神經節中c-Fos陽性神經元的數量則沒有增加。上述結果表明，在黑暗飼養的動物中，寒冷暴露誘發的交感神經元活動減弱。
為深入探討黑暗飼養對交感神經傳導的影響，研究者們測量了在室溫下和暴露於4°C低溫2小時的LD及DD小鼠體內神經遞質（NE）的水平。結果讓人驚訝：與DD組相比，LD組小鼠在低溫下的去甲腎上腺素顯著增加，這與交感神經活動的增強相一致。由此可以得出結論，黑暗飼養似乎抑制了小鼠的交感神經反應。
更進一步，研究團隊提出了一個引人深思的假設：DD小鼠的代謝異常，很可能是因為交感神經系統反應的減弱所致。他們大膽猜測，如果交感神經反應減弱的原因破壞了小鼠體內的葡萄糖穩態，那麼讓交感神經沉默，或許會導致類似的代謝缺陷。為了驗證這個假設，研究者們構建了一個特殊的小鼠品系（DBH-Cre;TeNTfl/+），透過在小鼠體內表達破傷風毒素輕鏈亞基，成功阻斷了交感神經傳導。
實驗結果顯示，6至8周大的DBH-Cre;TeNTfl/+小鼠在正常的LD週期中飼養後，口服葡萄糖後，血漿中的胰島素水平顯著升高，與之前在DD組觀察到的現象相似。這一發現說明，長期缺乏光照輸入，可能會透過削弱交感神經的活動，導致代謝缺陷的產生。
圖4 黑暗飼養的小鼠交感神經反應減弱
規律LD週期可緩解黑暗飼養小鼠的代謝缺陷
研究團隊將長期處於黑暗環境中10個月的小鼠，轉移到一個標準的12:12小時光照週期下，持續5周，並對它們的代謝功能進行了一系列檢測。結果令人眼前一亮：小鼠在經歷了LD迴圈的暴露後，它們的空腹血糖水平顯著降低，葡萄糖耐量和胰島素敏感性也得到了明顯的改善。這一發現表明，經過5周的常規光照週期後，小鼠的代謝缺陷得到了部分緩解，揭示了光照對葡萄糖代謝的調節作用具有可塑性。
圖5 將黑暗飼養的動物置於有規律的光/暗迴圈中，可部分緩解代謝缺陷
小結
綜上所述，別再天天窩在家裡睡得黑白顛倒了哦。 就像實驗中小鼠那樣，持續處於黑暗環境會讓它產生胰島素分泌過多、胰高血糖素分泌減少、脂質分解作用減弱等一系列健康問題。
所以，趁著屋外大好時光，快快調整好作息，多多感受大自然，多多沐浴陽光吧！
參考文獻：
[1] Chen X, Lin E, Haghighatian MM, Shepard LW, Hattar S, Kuruvilla R, Zhao H. Light modulates glucose and lipid homeostasis via the sympathetic nervous system. Sci Adv. 2024 Dec 13;10(50):eadp3284.
責任編輯丨小林
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