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下丘脑介导能量代谢与骨骼反调节及其运动干预机制研究进展

2021-04-06陈祥和李世昌

中国体育科技 2021年2期
关键词:小鼠水平

徐 帅,陈祥和,李世昌

骨骼的长长、长粗受多种因素控制,大脑通过多种途径调节骨骼发育,并证实了大脑作为骨骼稳态的重要调节中枢(Chamouni et al.,2015)。在传统理论体系中,下丘脑(hypothalamus)因神经内分泌功能而被认可,是机体内的调节区域之一,具有血脑屏障半渗透功能。长期以来,下丘脑被作为能量平衡、摄食和新陈代谢等功能调节器,不仅整合和传递来自外周组织的信号,同时传递来自大脑本身的信号,下丘脑室旁核(paraventricular nucleus,PVN)可分泌多种激素类物质,刺激脑垂体前叶(anterior pituitary),随后经靶器官分泌,最终影响骨形成(bone formation)和骨吸收(bone resorption)水平(Idelevich et al.,2018)。下丘脑损伤后,可引起下丘脑饮食失衡,导致下丘脑性肥胖(Rosiane et al.,2019)。下丘脑弓状核(arcuate nucleus,ARC)能够分泌能量代谢调节物,形成对骨形成和骨吸收调控。下丘脑利用内分泌机制参与骨骼代谢调节,如甲状腺中促甲状腺素(thyroid stimulating hormone,TSH)和甲状腺素(intravenous levothyroxine,T4),性腺中雌激素、雄激素和黄体生成素(luteinizing hormone,LH),肾上腺素中促肾上腺皮质激素(adrenocorticotropic hormone,ACTH)和皮质醇,生长激素中胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor 1,IGF-1)和生长激素(growth hormone,GH),由此通过靶组织激素的释放直接或间接地影响能量代谢(图1)。另一途径涉及交感神经系统(sympathetic nervous system,SNS)和外围神经系统(peripheral nervous system,PNS)调节自主神经系统的活性,激活位于骨细胞上的肾上腺素能和/或胆碱能受体,调节骨形成和骨吸收以维持骨骼稳态(Idelevich et al.,2018)。

图1 瘦素调节下丘脑内饮食摄入和能量代谢(Upadhyay et al.,2015)Figure 1. Leptin Regulates Dietary Intake and Energy Metabolism in the Hypothalamus

在下丘脑摄食方面探索中,ARC中包含两类摄食信号通路:促食性AgRP/NPY神经元和厌食性POMC/CART神经元,共同调节食物摄入和能量代谢(Bai et al.,2005)。而当辅助蛋白……

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