本文来自微信公众号：Nature Portfolio （ID：nature-portfolio），作者：Tahnbee Kim & Scott M. Sternson，原文标题：《运动的奇妙buff：“迈开腿”如何助于“管住嘴”？》，头图来自：unsplash

长期锻炼有助于减轻体重——只要增加的能量消耗大于后续食物能量摄入。Li等人在《自然》上发表文章^[1]，描述了代谢过程的一种产物（代谢物分子）。这种分子在小鼠运动时释放，而后抑制小鼠食欲。这项发现，为更好地理解运动的生理结果开辟新径。

Li等人用的技术是一种无偏差的代谢组学方法，以识别哪些分子在小鼠、赛马及人类高强度运动后的血液循环中含量增加。该团队发现，特别是Lac-Phe这个代谢物，在三个物种中都有大幅增加。这一结果与既往一篇人类相关报道相符^[2]。Lac-Phe是乳酸（lactate）和苯丙氨酸（phenylalanine）的共轭物。乳酸是剧烈运动后的副产物，产生肌肉疲劳的烧灼感，而苯丙氨酸则是一种必需氨基酸。

(相关资料图)

该团队研究了Lac-Phe对高脂饮食小鼠产生的代谢和行为影响。他们给饮食致肥胖（diet-induced obese，DIO）小鼠注射高于生理剂量的Lac-Phe，结果抑制小鼠进食超过12小时。Li等人还发现，给DIO小鼠注射Lac-Phe超过10天，导致每日食物消耗量降低、体重减轻，且这种体重下降特异地来源于脂肪组织减少。但是单一的乳酸或苯丙氨酸都不能影响食欲，而且注射Lac-Phe也不能改变低脂饮食体瘦小鼠的进食行为。以上结果说明循环Lac-Phe增加能特异性抑制高脂饮食肥胖小鼠的进食行为。

Li等人的结果证实了既往的一项发现^[2]，即Lac-Phe由肌肽二肽酶2（carnosine dipeptidase 2，CNDP2）产生。他们表明，CNDP2产生Lac-Phe这一过程，有赖于乳酸的可用性，这一发现于这类代谢物产生自锻炼的结果一致。基因编辑DIO小鼠，使之缺乏CNDP2酶，则小鼠无法上调产生Lac-Phe来应对运动变化。但是，不运动的突变小鼠在进食和体重上跟对照组没有显著差异。这就说明CNDP2不是基础能量维持所需的。

最后，Li等人同时喂予小鼠高脂食物并安排其每日运动计划，以此研究运动对小鼠体重的影响。对照组小鼠在这种管理方式下体重维持稳定。但是缺乏CNDP2的小鼠，食欲上涨、体重增加，原因之一是小鼠吃得更多，来满足其增加的能量消耗，原因之二就是小鼠摄入的是增肥食物。所以，CNDP2介导的Lac-Phe产生，是一个依赖运动的过程，能促进高脂饮食小鼠减轻体重（图1）。

图1 | Lac-Phe产生的分子通路。Li等人研究雄性小鼠剧烈运动及高脂饮食后发生的变化。运动刺激肌肉细胞产生乳酸分子，而后作者发现，代谢物Lac-Phe分子，由乳酸和苯丙氨酸（一种氨基酸）经CNDP2酶催化合成，发生该过程的细胞类型未明——可能是免疫细胞，也可能是上皮细胞。Lac-Phe进入血液，与小鼠食欲下降、脂肪量减少、体重减轻有关。

以上这些发现，在产生Lac-Phe、抑制食欲、降低体脂三者间建立了联系。但是Lac-Phe发挥作用的生理过程尚不得而知。Li等人报道，CNDP2表达于小鼠几种细胞类型，尤其高表达于免疫细胞和上皮细胞。这两种细胞都覆盖在身体器官表面。今后需要更多的研究，来确定是否是这两种亦或是其他细胞类型负责运动诱导的Lac-Phe生物合成过程。

Lac-Phe能抑制进食12小时，这个现象很有意思，因为运动后其在血液循环中的时间不超过一小时。这说明Lac-Phe对于信号通路能产生长效影响，来改变进食行为。但一种Lac-Phe受体蛋白及表达受体的细胞类型，尚未确定。

尤为值得注意的是，Lac-Phe可能直接或间接地影响控制进食行为的神经元。神经环路可以通过至少三种不同的过程影响食欲^[3]：能量感知系统，它维持正常身体机能；饱足环路，它对生理应激高度敏感；以及奖励驱动的食欲通路。调节其中任一通路得到的结果都跟文章报道的数据相符。Lac-Phe选择性降低高脂饮食小鼠的食欲，这个结果提示Lac-Phe影响的可能是愉悦性进食，但还需要进一步证实。

Lac-Phe并不是唯一一种运动产生的食欲抑制分子。生长分化因子15、酪酪肽、胰高血糖素样肽-1，也都能抑制进食，且在人运动后含量增加^[4-6]。这些分子也都具有其他的代谢功能，能影响能量消耗、胰岛素敏感性和血糖水平。长期注射Lac-Phe会提高DIO小鼠组织血糖摄取量，但Li等人认为这是体重下降产生的间接结果。今后的研究兴趣点，可以为Lac-Phe是否直接影响组织摄取葡萄糖——这能提示Lac-Phe抑制食欲以外的作用，比如它可能参与运动中的营养物质利用。

部分临床研究证实，男性运动后食欲会受到抑制，但这一现象在女性中的支持证据不多^[6-9]。Li等人也只研究了雄性小鼠，因此以后还应研究雌性小鼠中Lac-Phe的作用。更广泛的说，研究运动中血浆Lac-Phe水平跟食欲抑制、体重下降的程度之间的关系，也非常重要。血浆Lac-Phe水平高低，是否会影响运动减重的效果好坏呢？

运动诱导食欲抑制在演化适应过程的作用也发人深思。一种可能的作用是，Li等人研究的这种剧烈运动类型，代表着一种压力源，危及着当下的生存：摄入能量的优先级降低了，因为长期生存才需要摄入能量。举个例子来说，要躲避捕食者的话，最好不要因为饥饿分心。

Li等人的发现是个起点，由此开始研究运动诱导超重小鼠体重下降的分子通路。不仅如此，锻炼诱导男性血浆Lac-Phe水平上升，意味着如果Lac-Phe在管理食欲和控制体重方面的作用在人类中也得到证实，可能借此精进人们体重管理的方式。但要注意的是，社交饭局、高卡路里美食方便可得等多种因素，都会影响任一独立干预措施的效果。最后，无论现在的发现是否适用于人类，多管齐下的策略或许才是对抗肥胖的最佳方式。

参考文献：

1. Li， V. L. et al. Nature606， 785–790 (2022).

2. Jansen， R. S. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 112， 6601–6606 (2015).

3. Sternson， S. M. & Eiselt， A. K. Annu. Rev. Physiol. 79， 401–423 (2017).x"x

4. Kleinert， M. et al. Mol. Metab. 9， 187–191 (2018).

5. Stensel， D. Ann. Nutr. Metab. 57 (Suppl. 2)， 36–42 (2010).

6. Howe， S. M.， Hand， T. M. & Manore， M. Nutrients 6， 4935–4960 (2014).

7. Pomerleau， M.， Imbeault， P.， Parker， T. & Doucet， E. Am. J. Clin. Nutr. 80， 1230–1236 (2004).

8. Hagobian， T. A. et al. Exerc. Sport Sci. Rev. 38， 25–30 (2010).

9. Douglas， J. A. et al. Int. J. Obes. 41， 1737–1744 (2017).

原文以Exercise molecule burns away hunger为标题发表在2022年6月15日《自然》的新闻与观点版块上

本文来自微信公众号：Nature Portfolio （ID：nature-portfolio），作者：Tahnbee Kim & Scott M. Sternson

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