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研究揭示了葡萄糖调节神经机制中的性别差异

  塔夫茨大学医学院和塔夫茨生物医学研究生院的研究人员发现,雌性小鼠的神经机制可以使雌激素从在糖代谢中起保护作用转变为具有破坏性的雌激素。该研究的作者在线发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上,假设雌激素介导的代谢“转换”可能为绝经后妇女胰岛素抵抗和糖尿病风险增加提供了线索。

  该研究集中在大脑的一个称为下丘脑下丘脑(VMH)的区域,发现该区域的代谢型谷氨酸受体5(mGluR5)的去除导致雌激素降低了对血糖控制重要的神经元的活性,从而导致胰岛素抵抗和葡萄糖不耐症。这些作用与雌激素递送后具有受体的小鼠中观察到的神经元活性增加和葡萄糖代谢增强相反。在雌性小鼠中观察到了葡萄糖代谢的矛盾结果,而雄性小鼠中却没有。

  其他人的先前研究表明,大脑的VMH区在管理肝脏中适当的葡萄糖生成水平以及细胞和组织对循环葡萄糖的利用方面发挥着作用。在VMH中,类固醇生成因子1(SF1)神经元负责帮助调节葡萄糖以及脂质水平,例如胆固醇和甘油三酸酯。但是,对于VMH如何调节葡萄糖代谢的确切了解还很少。同样,尽管人们早已认识到雌激素的有益作用,但驱动这些作用的机制仍知之甚少。

  mGluR5在VMH中高度表达,已知可调节大脑其他部位的神经元活动。当研究人员使用基因编辑方法敲除VMH中mGluR5的表达时,他们观察到SF1神经元活性降低和正常葡萄糖调节受到破坏,但仅限于雌性小鼠。

  研究人员注意到雄性和雌性小鼠对葡萄糖代谢的影响不同,因此研究了性激素的潜在参与。他们发现通常在女性中促进代谢健康的雌激素仅在VMH中存在mGluR5时才支持血糖控制。如果没有mGluR5,雌激素实际上会抑制负责调节葡萄糖的神经元-它成为新陈代谢的责任。

  我们的发现表明,谷氨酸受体对于雌激素调节女性体内适当的葡萄糖水平和利用所起的作用至关重要,而在男性中似乎没有起到调节作用。这可以使我们深入了解男女一生中糖尿病和疾病进展风险的许多差异。”

  Maribel Rios,塔夫茨医学院的神经科学高级作者,研究员,塔夫茨大学生物医学科学学院的神经科学以及细胞,分子和发育生物学课程的成员

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