天然ㄟ尚好!小鼠研究發現 FGF21 對乙醇的特異反應與對大腦的保護機制

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近期發表在《 Cell Metabolism 》雜誌上的一項研究,一種稱為纖維母細胞生長因子 21 ( fibroblast growth factor 21, FGF21)  的激素可保護小鼠免受乙醇引起的平衡喪失和翻正反射 (righting reflex) 的影響。

動物演化出肝酶以解決飲食中可能導致的中毒

成熟水果和花蜜中的單醣是許多動物豐富的卡路里來源。然而,食用這些醣類自然發酵產生的乙醇會導致中毒,損害其活動能力和判斷力。因此,食用果糖和其他單醣的動物進化出肝酶 ( liver enzymes ) 來分解代謝乙醇。

 FGF21 是一種由多種代謝反應(包括飢餓、蛋白質缺乏、單醣和乙醇)在肝臟中誘導產生的激素。乙醇是迄今在人類中為止被發現最有效的 FGF21 誘導劑。先前的研究表明, FGF21 可以抑制對乙醇的偏好,也會誘導飲水以防止脫水,並防止酒精引起的肝損傷。

共同資深研究作者,美國德州大學西南醫學中心 ( Southwestern Medical Center ) 的 Steven Kliewer 博士說:「肝臟不僅參與酒精的代謝,而且還向大腦發送激素訊號,以防止中毒的有害影響,包括失去意識和協調能力。透過注射將體內 FGF21 濃度提高,對於從中毒中恢復有顯著加速的效果。 FGF21 藉由活化大腦中控制警覺性的特殊部分來執行。」

在小鼠試驗中, FGF21 刺激了中毒的覺醒,但沒有改變乙醇的分解。與野生型同窩小鼠相比,缺乏 FGF21 的小鼠在暴露於乙醇後需要更長的時間才能恢復翻正反射和平衡。相反地,給予 FGF21減少了小鼠從乙醇引起的意識喪失和肌肉協調缺乏中恢復所需的時間。 

FGF21 對乙醇具有特異性,對抵禦乙醇的有害後果方面作用廣泛

令人驚訝的是,FGF21 不抵消氯胺酮 ( ketamine )、苯甲二氮焯(diazepam, 鎮靜安眠劑)或戊巴比妥 ( pentobarbital ) 引起的鎮靜作用,這表明它對乙醇具有特異性。 FGF21 通過直接活化大腦藍斑區域的去甲腎上腺素能 ( noradrenergic ) 神經元來引導其抗毒作用,該區域調節覺醒和警覺性。這些結果表明,這種 FGF21 肝臟與腦部通路的進化是為了防止乙醇引起的中毒,並且可作為治療急性酒精中毒的藥物靶點。研究團隊表示,這種通路可以調節多種認知和情緒功能,以提高壓力條件下的生存率。

儘管 FGF21 和去甲腎上腺素能神經系統活動均由乙醇在人體中誘導,但還需要進行更多研究以確定 FGF21 的抗毒活性是否適用於人體。另外,去甲腎上腺素能系統的活化是否有助於 FGF21 或其他影響,包括對新陳代謝和乙醇以及甜味偏好的影響,也仍有待確定。研究團隊表示:「我們的研究說明大腦是 FGF21 發揮作用的主要部位,而我們現在正在更深入地探索 FGF21 發揮其清醒作用的神經通路。」

參考資料:
1. https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(23)00041-4?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1550413123000414%3Fshowall%3Dtrue

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