人在睡覺時不能吃飯,吃飯時沒法睡覺,有證據(jù)表明動物很可能用同一套系統(tǒng)來控制這兩種行為。換句話說,如果睡不好,很可能會發(fā)胖。
豬有兩個非常明顯的特征:肥胖和愛睡覺。俗話里既有“胖得像頭豬”的說法,也有“睡得像頭豬”的比喻,仿佛睡覺和發(fā)胖是兩個連在一起的特征。其實(shí)這個說法只說對了一半,睡覺和發(fā)胖確實(shí)關(guān)系密切,但并不是互為因果的關(guān)系。事實(shí)上,兩者的關(guān)系極為復(fù)雜,不是一句話就能解釋清楚的。
比如,一個人如果每天吃飽了飯就睡覺,肯定會發(fā)胖。但事實(shí)上很少有人會這么做,大部分現(xiàn)代人的情況正相反,因為工作太忙壓力太大或者倒時差等原因?qū)е滤卟蛔悖蛘咚哔|(zhì)量很差,其結(jié)果往往會讓這個人食欲大開,尤其對高熱量的甜食更是沒了抵抗力,最終變成一個胖子。事實(shí)上,已有大量研究證明,缺覺和肥胖癥之間存在強(qiáng)烈的正相關(guān)性,當(dāng)睡眠不足時,無論是成人還是兒童的新陳代謝速率均會偏離正常軌道,導(dǎo)致肥胖。
曾經(jīng)有人認(rèn)為,缺覺的人食欲大增只是因為熬夜讓他們消耗了更多的熱量,但新的研究證明,即使缺覺的人已經(jīng)攝取到超量的食物,饑餓感未有任何增加時,其腦部的神經(jīng)活動依然有著明顯的改變,使得這些人對于高熱量的垃圾食品更加缺乏抵抗力。
“在我們感到困倦的時候,我們的大腦中發(fā)生了某些變化,這與我們需要多少能量無關(guān),”美國科羅拉多大學(xué)(University of Colorado)睡眠與生物鐘實(shí)驗室的主任肯尼斯·懷特(Kenneth Wright)博士說:“即使身體的能量需求已經(jīng)獲得滿足,大腦卻仍然貪得無厭。”
一些專家推測,這很可能是因為缺覺改變了大腦的化學(xué)結(jié)構(gòu),比如某些負(fù)責(zé)調(diào)控新陳代謝速率的信號分子發(fā)生了變化,這才導(dǎo)致了行為上的變化。但是,直接研究人腦是非常困難的一件事情,于是人們想到了果蠅和小鼠。這是生物學(xué)家們最喜歡使用的兩種實(shí)驗動物,因為它們的身體結(jié)構(gòu)和行為都足夠復(fù)雜,基因也已經(jīng)被研究得非常透徹了。相比之下,細(xì)菌的基因組雖然也被研究得很透徹,但細(xì)菌太簡單了,人類的大部分行為它們都沒有,研究成果很難推廣。
比如,果蠅也會像人一樣暴飲暴食,變成一個“胖蒼蠅”。很早就有科學(xué)家利用這一點(diǎn),用果蠅作為模型動物來研究導(dǎo)致肥胖的遺傳因素。其中,一個名為sNPF的神經(jīng)多肽引起了大家的注意。顧名思義,這是一個由神經(jīng)細(xì)胞分泌的肽分子,這類分子通常由幾十個氨基酸組成,專門負(fù)責(zé)在神經(jīng)細(xì)胞之間傳遞信息,或者向體內(nèi)的其他細(xì)胞發(fā)出指令。不少證據(jù)顯示,這個sNPF與果蠅的進(jìn)食行為密切相關(guān)。一位韓國科學(xué)家在2012年8月份出版的《公共科學(xué)圖書館雜志遺傳分冊》(PLoS Genetics)上發(fā)表過一篇論文,證明如果通過遺傳手段人為地增加sNPF基因的活性,可以讓果蠅食欲大增,體重自然也就上去了。與此相反,如果降低該基因的活性,果蠅的食欲則會相應(yīng)地下降。
既然如此,如果能發(fā)明出一種藥,特異性地降低sNPF基因的活性,是不是就能幫助減肥呢?答案不是這么簡單。首先我們需要知道人體內(nèi)是否也有這個基因,幸好研究證明答案是肯定的,包括人類在內(nèi)的所有哺乳動物體內(nèi)都含有一個和果蠅的sNPF基因功能類似的同源基因,學(xué)名叫做NPY。第一個問題解決了。
第二個問題是,這個NPY基因是否也能夠?qū)е氯祟惐╋嫳┦衬??要想知道這個問題的答案,顯然不能拿人來做實(shí)驗,只有去麻煩一下和人類親緣關(guān)系很近的小鼠了。實(shí)驗結(jié)果表明,降低該基因的活性同樣可以讓小鼠食欲降低,從而達(dá)到減肥的目的。
要想以此基因或者其受體為靶點(diǎn)制成減肥藥,光有上面兩條還不夠,還必須知道該基因是否還有其他副作用。實(shí)驗證明還真有,NPY基因編碼的神經(jīng)多肽除了能夠調(diào)節(jié)小鼠的新陳代謝之外,還能影響小鼠的睡眠節(jié)律。
這個結(jié)果一點(diǎn)不奇怪。從進(jìn)化論的角度看,睡眠和覓食這兩種行為占用了動物的大部分時間,兩者互相競爭有限的時間資源。生活經(jīng)驗也告訴我們,新陳代謝紊亂的人往往睡眠習(xí)慣也不好,這方面可以找到很多案。問題在于,就像前文所說,新陳代謝和睡眠習(xí)慣之間的關(guān)系非常復(fù)雜,一句話解釋不清楚d1c79d69ebc300dd546586161f47e79c,而NPY基因到底在其中扮演怎樣的角色也未搞清,在此之前是不能隨便開藥方的。
既然如此,那就再去麻煩一下果蠅,研究一下sNPF基因是否會對果蠅的睡眠行為帶來影響。美國布蘭代斯大學(xué)(Brandeis University)的生物學(xué)家萊斯利·格里菲斯(Leslie Griffith)博士決定接受挑戰(zhàn),看看如果把果蠅的sNPF基因關(guān)掉會有什么結(jié)果。這個實(shí)驗聽起來似乎很復(fù)雜,但對于果蠅來說卻只是一個常規(guī)小手術(shù),這就是為什么生物學(xué)家們都喜歡果蠅的主要原因。
具體來說,研究人員在果蠅的神經(jīng)系統(tǒng)里引入了一個“溫控陽離子通道”(Warmth-activated Cation Channel),當(dāng)環(huán)境溫度低于22°C的時候這些神經(jīng)細(xì)胞就被該通道激活,大量分泌sNPF神經(jīng)多肽。當(dāng)環(huán)境溫度高于26°C的時候這些神經(jīng)細(xì)胞就被抑制,停止分泌sNPF。這樣一來,研究人員就可以很方便地通過控制環(huán)境溫度來控制sNPF基因的活性,而且可以很容易地在兩者之間互換。
實(shí)驗結(jié)果讓科學(xué)家們大吃一驚,當(dāng)環(huán)境溫度低于22°C時這些果蠅都仿佛變成了瞌睡蟲,隨時隨地都能睡著,而且睡得很死,只有實(shí)在餓得不行的時候才醒來,隨便吃幾口飯就又再次入睡。當(dāng)環(huán)境溫度高于26°C時,這些果蠅的吃飯和睡覺節(jié)奏便都恢復(fù)了正常,看不出太多的后遺癥。
格里菲斯教授將研究結(jié)果寫成論文,發(fā)表在《神經(jīng)元》(Neuron)雜志2013年10月刊上。她在評價這個實(shí)驗結(jié)果時認(rèn)為,sNPF基因?qū)τ诠壦叩挠绊懯侨绱藦?qiáng)烈,說明這個多肽分子除了能夠調(diào)節(jié)果蠅的新陳代謝速率外,很可能也是促使果蠅進(jìn)入睡眠狀態(tài)的重要信號分子。這個結(jié)論再次說明動物的新陳代謝和睡眠節(jié)奏是綁在一起的兩種性狀,彼此互相影響,難以分離。
接下來,格里菲斯教授打算將主要精力放到sNPF基因的促睡眠功能上來,試圖搞清其背后的生化機(jī)制,為減肥藥的研發(fā)掃清障礙。在此之前,我們只需記住睡眠質(zhì)量不好會造成新陳代謝紊亂,很容易導(dǎo)致肥胖。如果你想減肥,保持身體健康的話,一定要睡好。