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即使心里有數(shù),知道喝酒對心血管、肝臟啥的都不好,很多人還是無法舍棄對于酒精的熱愛與執(zhí)念。
酒桌上,醉酒現(xiàn)場簡直是游戲《人類一敗涂地》照進現(xiàn)實,比如平地摔、大街上跨欄、金魚記憶、說話啊吧啊吧之類的,而更嚴(yán)重的酒精中毒癥狀則需要及時接受特殊處理。因此,不管是為了防止酒后誤事或出糗,還是為了健康著想,如何能夠方便快捷地快速醒酒、解除酒精中毒,成為一個迫切需要解答的難題。
近日,一篇發(fā)表在《細胞·代謝》期刊上的文章發(fā)現(xiàn),肝臟不僅承擔(dān)著酒精代謝的重任,還會為大腦送去“醒酒藥”。
德克薩斯大學(xué)的David J. Mangelsdorf和Steven A. Kliewer及其同事們發(fā)現(xiàn),飲酒時,肝臟分泌的一種稱為FGF21的激素具有解酒效果,注射FGF21治療可以使小鼠醒酒時間縮短大約50%。FGF21并不能加速乙醇降解,而是作用于大腦中的去甲腎上腺素能神經(jīng)元,從而加速翻正反射喪失、平衡性下調(diào)等酒精中毒癥狀的恢復(fù)[1]。
文章于近日發(fā)表在《細胞·代謝》期刊上。
論文首頁截圖
FGF21是一種天然激素,由肝臟在饑餓、蛋白質(zhì)缺乏、乙醇攝入等代謝紊亂情況下分泌。其中,對于人類來說,乙醇攝入能夠最有效地誘導(dǎo)肝臟分泌FGF21[2]。
已有研究表明,F(xiàn)GF21以一種未知方式穿過血腦屏障并作用于中樞神經(jīng)元表達的受體KLB,從而抑制小鼠對乙醇的偏好并誘導(dǎo)飲水(防止脫水)[3,4],意味著FGF21可能是身體抵御飲酒危害的重要防線。
在這項研究中,David J. Mangelsdorf等人試圖深入探索FGF21在解酒中的作用。
首先,他們用乙醇口服灌胃野生型小鼠和FGF21表達缺失的小鼠(Fgf21-/-)。結(jié)果觀察到,與之前的研究結(jié)果一致,野生型小鼠在喝酒2小時后,血液中FGF21水平達到峰值。兩組小鼠都在被強行“勸酒”15-20分鐘時翻正反射(身體從異常體位恢復(fù)至正常體位的反應(yīng))喪失,即進入醉酒狀態(tài)。不過,野生型小鼠醒酒更快,翻正反射比Fgf21-/-小鼠早1.5小時恢復(fù)。
值得注意的是,從血液中的乙醇水平來看,不管是否正常表達FGF21,兩組小鼠在飲酒后的乙醇代謝速度沒有差異。
有無FGF21不影響喝醉速度和酒精代謝速度,但影響醒酒速度
如果特異性敲除小鼠肝細胞的FGF21(Fgf21Alb),或者其位于大腦神經(jīng)元上的受體KLB(KlbCamk2α),也可觀察到相似結(jié)果。這些表明,肝細胞分泌的FGF21通過作用于神經(jīng)系統(tǒng)中的受體KLB,能夠加速醉酒小鼠的翻正反射恢復(fù)。
隨后,研究者們發(fā)現(xiàn),F(xiàn)GF21治療可以使不同程度醉酒的小鼠血液中FGF21水平顯著提升,并幫助其提前恢復(fù)由酒精中毒引發(fā)的翻正反射喪失、身體平衡性下降的癥狀。較對照組相比,高度醉酒的野生型小鼠在腹腔注射FGF21之后醒酒時間縮短大約50%,劑量為1mg/kg時FGF21可發(fā)揮最佳療效,血液半衰期為1.3小時。
另外,F(xiàn)GF21治療可以救醒FGF21表達缺失的小鼠,卻仍然無法叫醒神經(jīng)元KLB表達缺失的小鼠,再次說明FGF21通過作用于大腦神經(jīng)元發(fā)揮解酒作用。
治療后,野生型小鼠、FGF21缺失的小鼠醒酒速度加快,而KLB缺失小鼠沒有
那么,F(xiàn)GF21是如何為醉酒小鼠提供叫醒服務(wù)的呢?
通過給小鼠腹腔注射氯胺酮、地西泮、戊巴比妥等多種不同的鎮(zhèn)靜劑,研究者們發(fā)現(xiàn)FGF21并不能解除這些藥物的鎮(zhèn)定效果,而是專一地解乙醇的毒、恢復(fù)醉酒小鼠的翻正反射能力。
于是,在小鼠喝過酒2.5小時后,研究者們將其解剖,以進一步觀察FGF21到底對小鼠的大腦做了什么。將野生型小鼠和Fgf21-/-小鼠對比發(fā)現(xiàn),F(xiàn)GF21是藍斑核的去甲腎上腺素能神經(jīng)元激活的關(guān)鍵因子。
沒有FGF21,去甲腎上腺素能神經(jīng)元不會被激活
去甲腎上腺素是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的重要神經(jīng)遞質(zhì),主要由藍斑核形成。去甲腎上腺素可投射至幾乎整個大腦皮層,廣泛調(diào)節(jié)不同生物過程,比如作用于α1類和β類腎上腺素能受體以刺激覺醒[5],如果選擇性刺激藍斑核則可以立即讓小鼠從睡夢回到現(xiàn)實中[6]。
進一步利用遺傳學(xué)技術(shù)敲除特定基因表達,以及使用藥物抑制去甲腎上腺素信號等方法,研究者們揭示FGF21叫醒醉酒小鼠的機制。簡單來說,F(xiàn)GF21通過直接作用于去甲腎上腺素能神經(jīng)元表達的受體KLB,來激活神經(jīng)元活性,誘導(dǎo)翻正反射的快速恢復(fù),而不影響體內(nèi)乙醇代謝速度。
總體而言,David J. Mangelsdorf和Steven A. Kliewer等人發(fā)現(xiàn),在飲酒時,肝臟不僅有代謝酶來代謝乙醇,還會分泌一種能夠作用于大腦解除酒精中毒的激素,使用FGF21治療可以加速醉酒小鼠的平衡力和翻正反射的恢復(fù)。
FGF21到底是怎么穿過血腦屏障的,這項研究并沒有討論。不過,研究者們揭示,大腦中的去甲腎上腺素能神經(jīng)元參與醒酒過程,并提出或可以去甲腎上腺素能神經(jīng)元靶點,來治療意識喪失和活動能力受損的急性酒精中毒癥狀。
當(dāng)然,這項研究仍需要進一步的研究和驗證,以確定其在人類中的效果和安全性,以及在其它酒精中毒癥狀中的效果。但是,奇點糕已經(jīng)大腦中有了畫面——未來酒桌上,飯前自己來針胰島素,飯后讓朋友幫忙來針FGF21,很配套。
參考文獻: [1]https://www./cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(23)00041-4# [2]Desai, B.N., Singhal, G., Watanabe, M., Stevanovic, D., Lundasen, T.,Fisher, F.M., Mather, M.L., Vardeh, H.G., Douris, N., Adams, A.C., et al.(2017). Fibroblast growth factor 21 (FGF21) is robustly induced by ethanoland has a protective role in ethanol associated liver injury. Mol. Metab. 6,1395–1406. https:///10.1016/j.molmet.2017.08.004. [3]Song, P., Zechner, C., Hernandez, G., Ca′ novas, J., Xie, Y., Sondhi, V.,Wagner, M., Stadlbauer, V., Horvath, A., Leber, B., et al. (2018). The hormone FGF21 stimulates water drinking in response to ketogenic diet andalcohol. Cell Metab. 27, 1338–1347.e4. https:///10.1016/j.cmet.2018.04.001. [4]Schumann, G., Liu, C., O’Reilly, P., Gao, H., Song, P., Xu, B., Ruggeri, B.,Amin, N., Jia, T., Preis, S., et al. (2016). KLB is associated with alcoholdrinking, and its gene product b-Klotho is necessary for FGF21 regulationof alcohol preference. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 113, 14372–14377. https:///10.1073/pnas.1611243113. [5]Berridge, C.W., Schmeichel, B.E., and Espan? a, R.A. (2012). Noradrenergic modulation of wakefulness/arousal. Sleep Med. Rev. 16, 187–197. https:///10.1016/j.smrv.2011.12.003. [6]de Lecea, L., Carter, M.E., and Adamantidis, A. (2012). Shining light on wakefulness and arousal. Biol. Psychiatry 71, 1046–1052. https:///10.1016/j.biopsych.2012.01.032. |
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