写在前面
晒太阳一方面能为人类健康提供益处,比如促进维生素D的产生,帮助钙的吸收等;另一方面也存在坏处,诸如造成皮肤炎症、灼伤以及增加皮肤癌的风险。
性别差异在某种程度上会造成个体健康以及代谢方面的差异。那么晒太阳对于健康的影响是否与性别有关呢?
近期,以色列特拉维夫大学萨克勒医学院CarmitLevy课题组在《自然代谢》上发表了相关论文。
他们发现晒太阳会促进男性分泌饥饿素(ghrelin),从而诱导进食并增加食欲,最终导致长胖,而女性却不受影响。
摘要速览
研究者通过对约人的流行病学证据表明:太阳照射会诱发男性的食物搜寻及摄入,而女性则不会。
在实验小鼠中,紫外线(UVB)照射导致寻找食物、食物摄入和体重增加,并有向雄性倾斜的性状。在小鼠和人类雄性中,食欲的增加与饥饿素(ghrelin)水平的升高有关。
具体来说,UVB照射导致皮肤脂肪细胞中ghrelin的p53转录激活,而小鼠的条件性p53基因敲除会废除UVB诱导的ghrelin表达和寻食行为。
在雌性动物中,雌激素干扰了ghrelin启动子上的p53-染色质相互作用,从而阻断了ghrelin以及对UVB暴露的觅食行为。
这些结果确定了皮肤是能量平衡的一个重要介质,并可能提供基于性别的内分泌相关疾病的新的治疗机会。
研究结果
1、与女性相比,太阳照射会增强男性的能量摄入和代谢情况
研究者分析了一项为期3年的约人的全国营养调查数据。利用年龄校正的广义线性模型,他们发现性别和季节之间存在显著的交互作用(P0.),表明男性比女性更受太阳辐射及其季节波动的影响。
图1|与女性相比,太阳光照射能增强男性的能量摄入和代谢情况
为了进一步探讨UVB照射的性别效应,研究者将小鼠按性别分组实验。在雄性和雌性都观察到明显的耳朵色素沉着,表明UVB反应是持久的。并对总的血浆蛋白进行了蛋白质组学分析。
与人类一样,在紫外线照射后,与雌性小鼠相比,雄性小鼠显示出更多与代谢有关的蛋白质变化。
综上所述,男性对太阳紫外线和季节性变化的反应更强烈,而且男性和雄性小鼠的新陈代谢受到明显影响。
图2
每日紫外线辐射增强了雄性动物的觅食行为
2、紫外线辐射诱导皮肤脂肪细胞产生和分泌饥饿素
皮肤的UVB照射激活p53及其下游的多成分前体多肽POMC,POMC被裂解产生α-MSH(黑色素细胞刺激素)、促肾上腺皮质激素(ACTH)和β-内啡肽。
结果显示,暴露在UVB下的雄性的食物摄入量和食物寻求行为的增加不能用β-内啡肽的增加来解释,而是由一个额外的未知因素。
最终的数据表明,UVB辐射诱导雄性皮肤脂肪细胞产生和分泌饥饿素,但不诱导雌性皮肤脂肪细胞产生和分泌饥饿素。
图3
UVB辐射诱导皮肤脂肪细胞产生和分泌饥饿素
3、p53调节紫外线诱导的饥饿素表达
研究者发现ghrelin的诱导在UVB暴露后8小时达到高峰。他们对每天暴露在UVB下表现出不同表达的血浆蛋白组进行了分析,以便预测可能的上游调节者。结果显示
p53是这些因素中最重要的,因为紫外线诱导的DNA损伤直接激活p53,研究者推断,紫外线诱导的饥饿素在脂肪细胞中的表达可能是由p53介导的。
最终的数据表明,p53直接上调男性皮肤脂肪组织中ghrelin的表达,女性则无影响。
图4
p53调节UVB诱导的ghrelin表达
4、皮肤脂肪细胞中p53的缺失消除了UVB诱导的觅食行为
为了研究p53在UVB诱导的寻食行为变化中的功能要求,研究者进行了动物行为学试验。
通过p53-CKO小鼠的观察及结果比较,研究者发现雄性p53-cKO小鼠,而不是雌性p53-cKO小鼠的循环胰岛素水平在慢性UVB暴露后明显升高。
这一数据表明,雄性小鼠在紫外线照射下寻求食物的行为的增强是依赖于p53。
图5
皮肤脂肪细胞中p53与UVB诱导的食欲增强
5、雌性激素阻断了p53对ghrelin在UVB下的转录激活
为什么在雄性小鼠的UVB暴露和人类男性的食物摄入时,没有观察到女性的ghrelin表达和食物寻求行为的增加?
研究者发现睾酮和雌性激素是雄性和雌性UVB效应的潜在调节因素。他们发现在人类皮肤外植体脂肪组织中,女性及其同源受体ER-α的水平明显高于男性,说明β-雌二醇(β-E2)水平可以解释ghrelin表达的差异。
总之,研究结果表明,p53以性别特异的方式诱导皮肤脂肪细胞中ghrelin的表达,而雌激素阻断p53的活性,阻碍了女性在紫外线照射后ghrelin的表达。
图6
雄激素阻断了UVB照射后ghrelin的p53转录激活
6、太阳辐射诱导人类饥饿素分泌与饥饿感产生
为了进一步了解太阳辐射如何改变人类的食欲,研究者要求志愿者(13名男性和14名女性;年龄18-55岁)在太阳光下暴露约25分钟。
结果发现,与他们的常规饥饿水平相比,男性明显感到饥饿,而女性报告则没有明显差异。这些结果与在小鼠身上获得的行为数据以及接受光疗的人类受试者的报告相一致。
最终的数据表明,相当于兆焦耳/平方厘米UVB剂量的太阳照射,只会增强男性的食欲和血液中饥饿素(总和活性形式)的血浆水平。
图7
阳光照射诱发人类的饥饿素和饥饿感
研究总结
紫外线是一种公认的致癌物,但避免阳光照射也会对人类健康产生不利影响。由于饥饿素(ghrelin)具有抗炎特性,能阻止心肌萎缩,降低动脉压,而且饥饿素可能是太阳光照射和心血管疾病减少之间的机制联系。
此外,在代谢综合征患者和II型糖尿病的动物模型中,饥饿素能增强胰岛素敏感性。因食欲不振而影响健康和康复速度的病人,比如接受化疗的病人,从诱导饥饿素产生的治疗中获益。
除了调节能量平衡和上述功能外,饥饿素还介导葡萄糖平衡、肌肉萎缩、骨代谢、压力和焦虑、脂肪生成和免疫系统。饥饿素的各种作用可能在紫外线/太阳光照射下也会被观察到,这将是有趣的研究。因此,研究者们研究表明光疗的适用范围可能会扩大。
本期结束
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