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综述:BDNF对食物摄入和超重的作用:神经可塑性与肥胖的联系
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月25日 来源:Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry 5.3
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这篇综述系统阐述了脑源性神经营养因子(BDNF)在调控食物摄入和肥胖中的多重作用机制。作者从BDNF的分子特性(如成熟BDNF、pro-BDNF及其前域)出发,整合其在三大神经环路中的作用:下丘脑的食欲调节、奖赏系统(VTA、NAc、DS)的动机/快感调控,以及前额叶皮层(PFC)和海马(HPC)的决策与记忆功能。特别指出高适口性饮食通过长期改变BDNF表达诱发神经可塑性适应,可能导致暴食和体重增加,为营养学与肥胖研究提供了新视角。
BDNF:连接神经可塑性与肥胖的关键分子
BDNF生理机制概述
BDNF基因在人类和啮齿类动物中分别包含11个和9个外显子,其复杂的选择性启动子和剪接事件赋予该分子对刺激的时空特异性响应能力。作为神经营养因子家族成员,BDNF通过TrkB和p75NTR受体调控神经元发育、突触可塑性和细胞存活。值得注意的是,不同亚型(成熟BDNF、pro-BDNF及其前域)在神经系统中的作用可能截然相反,这种双刃剑特性为其在摄食行为中的复杂角色埋下伏笔。
Val66Met多态性:基因与环境的交互作用
人类BDNF基因中著名的Val66Met多态性(rs6265)导致proBDNF第66位缬氨酸被甲硫氨酸取代。这一变异不仅影响BDNF的活性依赖性分泌,还与肥胖风险显著相关:Meta分析显示Met等位基因携带者的BMI平均增加0.31 kg/m2。这种关联可能源于该多态性对奖赏系统功能的影响,使得携带者对高热量食物的敏感性增强。
三重神经环路调控模型
下丘脑稳态控制
高脂饮食可快速诱导下丘脑弓状核BDNF表达,通过激活黑皮质素-4受体(MC4R)通路产生饱腹信号。动物实验表明,下丘脑特异性BDNF敲除会导致暴食和肥胖,而脑室注射BDNF可使食物摄入减少40%。
奖赏系统动机调控
在腹侧被盖区(VTA)-伏隔核(NAc)多巴胺通路中,BDNF表现出剂量依赖性双相效应:生理浓度增强食物奖赏效应,而超生理浓度反而抑制动机行为。长期高糖饮食会降低背侧纹状体(DS)BDNF水平,这与强迫性进食行为的形成密切相关。
高级认知功能调节
前额叶皮层(PFC)BDNF通过调控谷氨酸能突触可塑性影响决策能力,其表达下降与冲动性饮食相关。海马(HPC)BDNF则参与食物线索的记忆巩固,高脂饮食诱导的HPC BDNF降低可能导致环境线索过度反应性进食。
年龄与性别差异
循环BDNF水平随年龄增长呈进行性下降,这可能解释老年人肥胖风险增加的现象。性别差异同样显著:绝经后女性血清BDNF降幅达35%,与雌激素对BDNF表达的调控作用一致。值得注意的是,青春期女性BDNF水平与暴食症症状呈负相关,提示发育关键期的BDNF变化可能影响进食障碍易感性。
转化医学展望
当前研究存在三大挑战:BDNF亚型特异性检测方法的缺乏、人类研究样本异质性、以及环境因素(如肠道菌群)对BDNF表达的调控机制。未来需开发靶向特定BDNF亚型的干预策略,并探索非侵入性调控手段(如经颅磁刺激)在肥胖治疗中的应用潜力。
结语
作为神经可塑性的核心介质,BDNF在摄食调控中构建了从分子到行为的完整通路框架。理解其在不同脑区的动态变化规律,将为开发基于神经机制的肥胖干预方案提供理论基石。
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