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腹部脂肪過多損害認知能力

腹部內臟脂肪過多損害認知
  • 腹部周圍過多的內臟脂肪會導致促發炎蛋白(白介素-1β)穿過血腦屏障。

  • 這會導緻小膠質細胞過度活化(通常具有保護作用)和認知受損。

  • 內臟脂肪引起的慢性發炎會導致「發炎小體」的形成,這種複合物進一步增加發炎蛋白和免疫反應。

這篇文章發佈在 eurekalert.org 上: 

科學家表示,身體中間的體重過大,會使大腦中的免疫細胞大量暴露於一種訊號,使它們對我們不利,引發發炎加劇,損害認知。

眾所周知,這種以蘋果形體質為特徵的內臟肥胖被認為對我們的身體和大腦特別有害。

但佐治亞醫學院的科學家在《臨床研究雜誌》上報道稱,他們首次證明內臟脂肪對大腦有害的一種方式是容易、過度地接觸促炎蛋白信號白細胞介素-1β。

MCG 神經科學和再生醫學系的神經科學家 Alexis M. Stranahan 博士說:「我們已經超越了相關性,認為這裡有大量內臟脂肪,並且這裡存在認知能力下降,因此它們可能會相互作用。」在奧古斯塔大學。

“我們已經確定了內臟脂肪中產生的一種特定信號,該信號釋放到血液中,穿過血腦屏障並進入大腦,激活小膠質細胞並損害認知。”

大腦通常不會看到太多這種白細胞介素-1β,但stranahan 和她的同事發現,內臟肥胖會產生高水平的慢性訊號,進而過度活化通常具有保護作用的小膠質細胞,即我們大腦中的常駐免疫細胞。

有點像悶燒鍋,這種來自內臟脂肪的慢性發炎會促進發炎複合物的形成,從而進一步放大免疫反應和發炎。 nlrp3 蛋白是脂肪中發炎小體複合物的核心成分,它能促進脂肪細胞產生和釋放白血球介素 1 β,並引發發炎。

眾所周知,這些反應會導致身體出現問題,現在 mcg 科學家有證據表明它們會導致大腦出現問題。

為了探索大腦的影響,科學家從小鼠體內敲除 nlrp3,發現這些小鼠可以免受肥胖引起的大腦發炎以及由此導致的認知問題的影響。 他們還將來自肥胖小鼠和缺失 nlrp3 的肥胖小鼠的內臟脂肪組織移植到瘦小鼠受體中,發現 nlrp3 敲除小鼠的移植基本上沒有效果。

但來自肥胖但基因完整的小鼠的移植增加了海馬體(大腦學習和記憶中心)中白介素-1β的水平,並導致認知受損。

他們進一步觀察發現,僅僅移植內臟脂肪就會造成與高脂飲食導致的肥胖基本相同的影響,包括顯著增加大腦中白細胞介素-1β的水平並激活小膠質細胞。 小膠質細胞上缺乏白血球介素 1 β 受體的小鼠也能免於這些腦部損傷。

他們的發現使科學家能夠開始將nlrp3 透過白細胞介素1 β 發揮作用的各個部分組合在一起,這使得他們還敲除小膠質細胞上白細胞介素1 β 的受體,並證實了大腦中的這種作用。

小膠質細胞通常充當看門狗,不斷監視和漫遊大腦,消除死亡細胞和其他碎片,以及執行無數其他任務,例如形成和修剪神經元之間的連接。 小膠質細胞還具有白細胞介素 1 β 受體,這種蛋白質的多種作用包括促進炎症,很容易穿過保護性血腦屏障。

小膠質細胞的有益或有害行為可能是由它們所接觸到的信號引起的,而白介素-1β似乎所做的另一件事是促使小膠質細胞包裹突觸,可能施加破壞性壓力和/或釋放實際上幹擾對話的物質斯特拉納漢說,神經元之間。 在沒有疾病的情況下,小膠質細胞也會擁抱突觸,但會釋放諸如腦源性神經營養因子之類的好東西,就像這些寶貴連接的肥料一樣。

快樂的小膠質細胞也有很長的過程,使它們能夠伸出援手並完成許多任務。 發炎會抑制這些過程。 科學家發現,在高脂飲食的小鼠中,小膠質細胞的過程更短,複雜性也更低,而nlrp3被敲除時則不會發生更多的變化。

為了測量認知能力,科學家觀察了小鼠在高脂肪或低脂飲食 12 週後穿越水迷宮的能力。 他們發現,食用高脂飲食的正常或野生型小鼠以及具有完整 nlrp3 的內臟移植受者需要更長的時間才能通過水迷宮。 事實上,雖然他們可以到達他們可以看到的平台,但他們很難在水面下找到他們被教導要找到的平台。 stranahan 說,白細胞介素 1 受體被敲除的小鼠可能會發現它一切正常。

高脂飲食的移植小鼠在參與學習和記憶的神經元之間的連結或突觸也較弱。 與低脂飲食的小鼠一樣,高脂飲食但缺失 nlrp3 的小鼠也能免於這些變化。

此外,就像我們許多人一樣,老鼠往往更喜歡新玩具,而那些低脂飲食或去除 nlrp3 的老鼠更善於識別新奇的玩具,它們的突觸也更強。 高脂飲食移植小鼠似乎不太記得它們已經玩過哪個玩具。

Stranahan 表示,目前已經存在針對大腦影響的潛在保護措施,並指出用於人類治療類風濕性關節炎和克羅恩病等問題的生物製劑,其目標是白細胞介素 1 β。 斯特拉納漢說:“肥胖引起的炎症會持續數年,某些慢性炎症疾病中的炎症也會發生。”

還有新的證據表明,減肥手術(有時包括去除內臟脂肪)可以改善注意力、情緒和執行功能。

關於內臟脂肪為何如此發炎有很多假設,包括它與腸道微生物群的接近程度,而腸道微生物群是我們免疫反應的核心,旨在攻擊入侵者。

科學家報告說,認知能力下降速度加快與人類肥胖有關,包括海馬體等關鍵大腦區域的萎縮,儘管關於肥胖對整體健康影響的報導也相互矛盾。

斯特拉納漢說,影響的矛盾可能與脂肪的發現位置有關,他的下一個目標包括研究沉積在皮膚下的脂肪(稱為皮下脂肪)的明顯保護作用,其好處可能包括讓你儲存能量,遠離高度發炎的細胞。

與體重除以身高的標準體重指數 (bmi) 相比,腰臀比是更好的內臟肥胖指標。

這項研究發表在 臨床研究雜誌 2020 年 1 月。



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