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聞高熱量食物氣味就能長胖,真的?

科學界普遍認識到母親在孕期和哺乳期的高脂飲食(HFD)或肥胖會增加後代患終身肥胖和代謝疾病的風險。人們通常將此歸咎於多餘的熱量或母體代謝健康狀況不佳。

然而,12月1日,《Nature metabolism》期刊上的研究提出了一個驚人的新觀點:非營養性的感官成分,特別是脂肪相關的氣味,可能在這一代謝編程中發揮了決定性作用。這些揮發性氣味會直接從母親的飲食中傳遞到羊水和乳汁中,在後代的早期發育階段就形成了感官記憶,影響其未來的食物選擇和飲食習慣。

分離「氣味」與「熱量」的實驗設計

為了精確分離高熱量和感官成分的影響,研究人員設計了一種獨特的模型:培根風味飲食(BFD)。這種飲食在營養上與普通飼料(NCD)相似,但添加了培根氣味以模擬豬油基高脂飲食(HFDlard)的感官特徵。通過對飲食的揮發性有機化合物進行分析發現,BFD的氣味特徵與HFDlard高度相似,而其脂質和極性成分則與NCD相似。此外,BFD和HFDlard的氣味在成年小鼠體內激活了許多相同的嗅覺受體(Olfrs),進一步證實了它們的感官相似性。

母體健康未受影響,編程效應來自感官

餵食培根風味飲食的母鼠在妊娠和哺乳期間,其體重、體脂組成、禁食血糖、胰島素水平或胰島素抵抗(HOMA-IR)均未改變。母鼠的血脂和乳汁脂質成分也未發生顯著變化。這表明研究人員成功地建立了一個模型,使後代在發育過程中暴露於脂肪氣味,而無需涉及母體肥胖、胰島素抵抗或高熱量攝入等營養後果。

成年後肥胖反應加劇

那麼,這種早期的感官暴露對後代產生了什麼影響呢?研究發現,無論雄性還是雌性,在發育期暴露於培根風味飲食的後代(BFDdev),在成年後轉為餵食HFDlard時,與對照組相比,它們表現出體重增加加劇和肥胖程度顯著增加。

同時,這些動物還出現了更嚴重的胰島素抵抗和更高水平的靜息血糖。這種代謝缺陷的加劇作用是發育期特有的;如果小鼠僅在成年期才暴露於BFD,其後續的肥胖反應則沒有變化。此外,研究表明,哺乳期可能是雌性對脂肪感官線索最敏感的關鍵時期。

大腦獎賞迴路的功能失調

這種代謝編程首先體現在中樞神經系統的變化上。在成年但尚未肥胖的BFDdev小鼠中,急性暴露於HFDlard氣味會增加其大腦中與多巴胺獎賞相關的區域(如伏隔核外殼 LAcbSh和腹側被蓋區 VTA)的神經活動。特別地,BFDdev小鼠對普通飼料(NCD)刺激的多巴胺釋放反應顯著遲鈍。這種對NCD的「貶值」效應轉化成了行為後果:在食物選擇測試中,BFDdev小鼠在接觸HFDlard的第一天就顯示出明顯的偏好,攝入了更高比例的HFDlard卡路里。

飢餓神經元的「類肥胖」脫敏現象

除了獎賞迴路,能量穩態中樞也受到了影響。下丘腦弓狀核中的AgRP飢餓神經元是調節食物攝入、能量消耗和產熱的關鍵。在成年但尚未肥胖的BFDdev小鼠中,AgRP神經元對HFDlard的抑制反應被嚴重削弱。這種AgRP神經元對膳食脂肪的「脫敏」現象,模仿了長期餵食HFD的肥胖小鼠才有的特徵。這種中樞神經系統的功能障礙進一步導致了能量消耗降低和肩胛間棕色脂肪組織(iBAT)的產熱作用減弱。儘管對HFDlard的反應受損,但AgRP神經元對NCD和各種飢餓/飽腹激素(如Ghrelin, CCK, PYY)的反應仍保持正常。

編程具有普遍性與特異性

這種由脂肪氣味引起的代謝編程不僅限於培根味或豬油基HFD(HFDlard)。暴露於培根味的後代對黃油基HFD(HFDbutter)也表現出肥胖加劇和胰島素敏感性降低。這表明感官編程可以推廣到其他高熱量飲食。

為了探究單一揮發物是否足夠,研究聚焦於HFD中富含的苯乙酮。結果顯示,母親餵食苯乙酮風味飼料(AFD)後,其雌性後代在成年後餵食苯乙酮風味HFD時,肥胖和脂肪堆積傾向顯著加劇,證明單個脂肪相關揮發物就足以啟動肥胖的易感性。

編程的關鍵:感官與熱量的關聯

研究進一步揭示,感官編程的發生需要一個關鍵條件:感官刺激必須與熱量攝入相關聯。單獨的被動氣味暴露(如將培根味放在籠子中,但無法觸及)並未加劇成年後的肥胖。同樣,如果僅通過光遺傳學技術激活新生小鼠對苯乙酮敏感的嗅覺神經元(M71),雖然足以塑造其成年後的氣味偏好,但並不能加劇肥胖。然而,當研究人員將新生兒M71嗅覺神經元的激活與高熱量液體飲食的舔食相結合時,雌性後代在成年後餵食HFD時,其體重增加和肥胖傾向便顯著加劇。這無可辯駁地證明,感官與熱量的關聯是早期生命代謝編程發生的必要前提。

對人類健康的重要啟示

這項研究通過小鼠模型首次明確了生命早期的脂肪氣味線索是長期代謝健康調控的關鍵信號。它揭示了一個全新的機制:母親的飲食(即使營養健康)中的脂肪氣味,就能通過「預設」中樞神經系統(多巴胺獎賞迴路和AgRP飢餓神經元)對食物的反應,來增加後代未來對致肥飲食的敏感性。

鑑於目前許多孕婦和哺乳期婦女仍然消費高脂飲食,並且苯乙酮等揮發物是FDA批准並在食品工業中廣泛使用的食品調味劑,這些發現具有深遠的轉化意義。它提醒我們,早期生命暴露於人工或天然風味劑,可能在感官信號和預期的熱量之間創造不匹配的關聯,從而為未來的肥胖風險埋下伏筆。

責任編輯: 李華  來源:新藥說 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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