缺少光照会变胖？别再“窝冬”啦！

*仅供医学专业人士阅读参考

交感神经是幕后主使！

撰文 |一枚向日葵

最近天气愈发寒冷，不少朋友每天都窝在被子里，享受被窝带来的温暖而放弃去户外感受阳光。然而，这种做法有可能在无意中带来胰岛素抵抗和体重增加的烦恼。

近日一项发表于Science Advances的研究[1]显示，光照可以通过调节交感神经系统来维持葡萄糖和脂质的平衡。这项动物实验表明，光照过少可能会导致胰岛素分泌增多、糖代谢减缓及脂肪分解减少，而长期处于黑暗环境则会导致体重增加、胰岛素抵抗及葡萄糖不耐受等一系列健康问题。

换句话说，长期宅着“不见天日”可能会让你变胖哦。所以，跟着小编一起读读这篇研究，之后好好打扮自己，出去晒晒太阳吧。

图1 研究题图

黑暗刺激影响激素分泌及脂肪分解

研究团队把C57BL/6小鼠分成了两组：一组是恒定黑暗（DD）组，这些小鼠从出生开始就生活在永恒的黑暗中;另一组是光暗周期（LD）组，它们的日常环境则是12小时光照与12小时黑暗交替的正常昼夜节律。为了更好地了解不同光照环境对小鼠的影响，研究团队在小鼠的不同生长阶段对它们的葡萄糖代谢进行了细致的测试。测试的项目包括葡萄糖刺激胰岛素分泌（GSIS）、葡萄糖耐量测试和胰岛素耐量测试（ITTs）。这些测试分别在6至8周、3个月和6至8个月的小鼠身上进行。

研究发现，在6至8周龄的小鼠中，生活在黑暗中的DD组小鼠表现出了显著的代谢变化：它们的胰岛素分泌过度，胰高血糖素的分泌则减少，空腹血糖升高，脂质分解也变得缓慢。而这些变化，主要是在雄性小鼠身上观察到的。尽管小鼠的代谢过程有所变化，但它们的葡萄糖耐量和胰岛素敏感性并没有受到太大影响。

图2 黑暗处理使6至8周龄小鼠的胰岛素分泌增多

GSIS试验的结果显示，在离体的胰岛中，小鼠对葡萄糖和氯化钾的刺激产生了正常的胰岛素分泌反应，这也意味着小鼠体内胰岛素分泌过多，并非源于胰岛本身存在问题。接下来，葡萄糖耐量测试为研究者提供了更为关键的信息——DD组的小鼠在60分钟和90分钟时的血糖水平高于6至8周龄的LD组小鼠，但曲线下面积没有显著差异。这表明，在这一阶段，LD组和DD组小鼠的胰岛素敏感性并没有明显差异。

然而，在对两组小鼠的胰高血糖素水平进行检测时，研究者发现，DD组小鼠的胰高血糖素反应却与LD组不同。在低血糖刺激下，DD组小鼠的胰高血糖素水平明显低于LD组，反映出它们对低血糖的反应更为迟钝。为了进一步了解糖代谢的变化，研究者用丙酮酸耐受实验评估葡萄糖生成，结果发现与LD组小鼠相比，DD组小鼠在丙酮酸刺激后血糖水平显著下降，表明黑暗饲养削弱了小鼠的肝糖生成能力。

此外，研究者还通过测量血浆非酯化脂肪酸（NEFAs）来评估脂质代谢。结果发现，与LD组小鼠相比，在DD组小鼠中，因禁食引起的血浆NEFA水平的升高显著较低。这一发现表明，黑暗饲养抑制了由白色脂肪组织（WAT）介导的脂肪分解作用。简而言之，6至8周的黑暗饲养不仅影响了小鼠的糖代谢，还削弱了它们的脂肪分解能力，揭示了黑暗对小鼠生理功能的深远影响。

图3 黑暗饲养的小鼠在胰高血糖素分泌、葡萄糖生成和血浆NEFA水平方面存在缺陷

黑暗饲养引起小鼠交感神经反应减弱

研究团队基于交感神经系统在血糖平衡中扮演着至关重要的角色，提出了一个大胆的猜想：如果缺少光的输入，交感神经的活跃度就会大打折扣，导致它的活动受到抑制。

为证实这一结论，研究团队对神经元活性的可靠检测因子——腹腔-肠系膜上神经节复合体（CG-SMG）的一种高度调控的原癌基因c-Fos进行了免疫染色。研究者发现CG-SMG复合体中c-Fos阳性交感神经元的数量在LD小鼠和DD小鼠之间没有显著差异。然而，短暂低温暴露激活交感神经系统后，LD小鼠神经节中c-Fos阳性神经元的数量显著增加，而DD小鼠神经节中c-Fos阳性神经元的数量则没有增加。上述结果表明，在黑暗饲养的动物中，寒冷暴露诱发的交感神经元活动减弱。

为深入探讨黑暗饲养对交感神经传导的影响，研究者们测量了在室温下和暴露于4°C低温2小时的LD及DD小鼠体内神经递质去甲肾上腺素（NE）的水平。结果让人惊讶：与DD组相比，LD组小鼠在低温下的去甲肾上腺素显著增加，这与交感神经活动的增强相一致。由此可以得出结论，黑暗饲养似乎抑制了小鼠的交感神经反应。

更进一步，研究团队提出了一个引人深思的假设：DD小鼠的代谢异常，很可能是因为交感神经系统反应的减弱所致。他们大胆猜测，如果交感神经反应减弱的原因破坏了小鼠体内的葡萄糖稳态，那么让交感神经沉默，或许会导致类似的代谢缺陷。为了验证这个假设，研究者们构建了一个特殊的小鼠品系（DBH-Cre;TeNTfl/+），通过在小鼠体内表达破伤风毒素轻链亚基，成功阻断了交感神经传导。

实验结果显示，6至8周大的DBH-Cre;TeNTfl/+小鼠在正常的LD周期中饲养后，口服葡萄糖后，血浆中的胰岛素水平显著升高，与之前在DD组观察到的现象相似。这一发现说明，长期缺乏光照输入，可能会通过削弱交感神经的活动，导致代谢缺陷的产生。

图4 黑暗饲养的小鼠交感神经反应减弱

规律LD周期可缓解黑暗饲养小鼠的代谢缺陷

研究团队将长期处于黑暗环境中10个月的小鼠，转移到一个标准的12:12小时光照周期下，持续5周，并对它们的代谢功能进行了一系列检测。结果令人眼前一亮：小鼠在经历了LD循环的暴露后，它们的空腹血糖水平显著降低，葡萄糖耐量和胰岛素敏感性也得到了明显的改善。这一发现表明，经过5周的常规光照周期后，小鼠的代谢缺陷得到了部分缓解，揭示了光照对葡萄糖代谢的调节作用具有可塑性。

图5 将黑暗饲养的动物置于有规律的光/暗循环中，可部分缓解代谢缺陷

小结

综上所述，别再天天窝在家里睡得黑白颠倒了哦。 就像实验中小鼠那样，持续处于黑暗环境会让它产生胰岛素分泌过多、胰高血糖素分泌减少、脂质分解作用减弱等一系列健康问题。

所以，趁着屋外大好时光，快快调整好作息，多多感受大自然，多多沐浴阳光吧！

参考文献：

[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.

责任编辑丨小林

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