许多节食过的人都熟悉所谓的溜溜球效应，当他们在节食后体验到体重逐渐增加时。马克斯普朗克代谢研究所和哈佛医学院的研究人员现在已经在小鼠身上证明节食会影响脑细胞之间的交流，特别是向称为下丘脑弓状核(ARC)的大脑区域的AgRP神经元发出信号，促进饥饿。

研究表明，在老鼠身上，调节饥饿感的神经细胞在禁食后接收到更强的信号，因此动物在节食后吃得更多，体重增加得更快。阻断这种与节食相关的信号增加会阻止体重增加。由马克斯普朗克代谢研究所研究员HenningFenselau博士领导的研究人员表示，他们的发现可能有助于未来开发抑制这种信号放大并有助于在节食后保持体重减轻的药物。

在报告他们在细胞代谢(“下丘脑中恢复体重的饥饿突触放大器”)中的发现时，Fenselau及其同事写道，“在新出现的肥胖流行病的背景下，我们的结果为开发治疗策略提供了新的理论基础，以支持节食后体重减轻的长期维持。”

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作者写道，节食是最广泛使用的减肥方法，但绝大多数最初成功减肥的人将“无法长期坚持热量不足并最终恢复体重”，“这对人类构成重大的公共卫生问题。”

ARC被认为是驱动体重恢复的神经回路的重要组成部分，并且ARC神经元已被证明可以整合能量可用性的中央和循环信号。此外，该团队继续说道，“......不同的ARC神经元对于驱动进食行为既是必要的也是充分的，并且它们的基因操作导致体重发生深刻的变化，强调了ARC在长期控制体重中的关键作用。”有趣的是，有大量文献表明控制体重的关键ARC神经元的突触输入确实会随着卡路里限制而发生变化。“……ARC神经元输入的结构和功能性突触变化表明，体重减轻从根本上改变了传入大脑区域协调活动的方式。”

然而，研究人员承认，对于减肥引起的ARC神经回路变化如何参与反调节过程，例如增加饥饿感，科学家们仍然只有基本的了解，这可以解释为什么大多数饮食在长期内会失败。“人们主要关注节食后的短期影响。我们想看看长期来看大脑会发生什么变化，”Fenselau解释道。

AgRP神经元是与驾驶饥饿最密切相关的ARC神经元群。科学家们继续说，限制卡路里摄入——例如，在禁食期间——会激活这些AgRP神经元，导致进食增加和体重增加。“相反，AgRP神经元抑制会减少能量剥夺状态下的食物摄入量，并且它们的消融会导致饥饿和体重减轻。”

在他们最新报道的研究中，研究人员让小鼠接受卡路里限制饮食，并结合电路特定的电生理学、光遗传学和化学遗传学方法来评估大脑中的哪些电路发生了变化，重点是下丘脑AgRP神经元。他们证明，当小鼠节食时，刺激AgRP神经元的神经元通路会发出更多信号。

结果表明，热量限制导致的体重减轻会激活称为室旁下丘脑促甲状腺激素释放(PVHTRH)神经元的细胞群，从而增加活跃的PVHTRH→AgRP神经元突触的数量。重要的是，科学家们指出，大脑中的这种“深刻”变化可以在节食后的很长一段时间内被检测到。“我们研究的一个关键发现是，据报道，通过PVHTRH→AgRP突触的传播放大在自然界中是持久的，因为它在能量不足状态下持续存在，即在获得食物后的几天和禁食后的热量限制饮食，”作者指出。在这些条件下，小鼠表现出进食增加和体重增加。

相反，选择性地抑制激活AgRP神经元的神经通路会导致节食后体重增加显着减少。“沉默PVHTRH神经元会抑制对AgRP神经元的兴奋性输入的增强，并减少随之而来的体重减轻，”他们继续说道。“我们的结果提供了对AgRP神经元突触可塑性对体重减轻的反应的回路级理解，更具体地说，定义回路的可塑性变化如何作为长期维持体重的控制点。”

“这项工作增加了对神经接线图如何控制饥饿的理解，”哈佛医学院的合著者BradfordLowell博士补充道。“我们之前发现了一组关键的上游神经元，它们物理突触到AgRP饥饿神经元上并激发它们。在我们目前的研究中，我们发现这两个神经元之间的物理神经递质连接，在一个称为突触可塑性的过程中，随着节食和体重减轻而大大增加，这会导致长期过度饥饿。”

Fenselau建议，这些发现“……可以让我们有机会减少溜溜球效应。从长远来看，我们的目标是为人类找到有助于在节食后保持体重减轻的疗法。为实现这一目标，我们将继续探索如何阻断调节人类神经通路强化的机制。”

作者评论说，这种长期可塑性“可能是节食后体重维持阶段长期促进饥饿驱动以及随之而来的进食动机增加和长期体重恢复的基础，这在大多数人类节食者中观察到。”