苦夏:热到吃不下饭,为什么呢?

灸热高温持续人们纷纷抱怨:这天,热的饭都吃不下了。

高温天气,食欲下降,热到饭都吃不下,是长久以来人们的一种普遍感受,民间也称这种现象为“苦夏”。

苦夏,不止是一种感受

长久以来,人们早就感受到,当天气寒冷时会吃更多食物,而当天气变热时会喜欢吃清淡食物,严重高温下甚至会食欲大减不想吃任何东西。

其实,这并非仅仅是一种经验感受,还受到大量实验的验证。

早在上世纪60年代,科学家就在大鼠实验中发现,与24℃适温环境下每24小时进食20克食物相比,35℃热压力环境下的大鼠第一个24小时仅进食2克。其后在轻度(32℃)和重度(35℃)热压力环境的大鼠21天内进食量一直保持较低的水平。

高温对人类食物摄入影响的研究也进行了大量探讨。

第一个重要证据来自对二战期间和刚结束后数千名北美士兵在不同维度地区进食量的研究。

从沙漠到北极,气温从33°C到-34°C,食物供给充足、可以自由进食的士兵每天吃掉的食物量从3100千卡(13000 kJ)猛增到4900千卡(20500 kJ)。更具体的,食物摄入量与部队暴露的环境温度之间存在显着的相关性,环境温度每增加1°C,食物摄入量减少约110千焦。

另一项证据也来自军队的研究。上世纪60年代,部分英国军人被分为两组接受试验,一组在试验前一年一直待在巴林,第二组在英国作训12天后飞往巴林加入试验。所有人在巴林都先经历4天的繁重工作,接下来4天是轻松的坐班工作,最后4天则住在帐篷从事户外辛勤工作。巴林白天温度很少低于30℃,相对湿度40~90%。

两个小组随后返回英国重复以上方案试验。

结果,在巴林期间每个士兵每天平均食物摄入量比在英国减少约25%。

2015年一项模拟办公室环境的随机对照研究也证实,温暖的环境温度会降低食物摄入量。通过热成像仪测量的皮肤温度,每升高1°C,参与者每天就会少吃掉360 kJ的食物。

另外,研究还发现,剧烈的体育锻炼(升高核心体温)也会降低食欲,减少食物摄入。与休息时相比,无论男性、女性,在从事剧烈骑车运动出汗后,进食量都减少了约25%。

最新的一项小鼠研究中,实验小鼠在跑步机上进行剧烈运动后,进食量也明显减少。

英国一项涉及超过100000名成年人的研究,直接测试环境温度与体重变化之间的关系,室内平均温度增加4~5°C(24.6°C对20°C),平均体重减少了约1公斤。

总之,大量实验证据显示,凡是可以升高身体温度的高温环境或行为,都可以显著降低食欲,减少食物的摄入量。

这是为什么呢?一直以来缺乏很好的理论解释。

气温对于饮食影响的“温控假说”

科学家早就推测,作为恒温动物,这种现象的存在跟维持体温的平衡密切相关。

有的科学家在上世纪50年代提出一个环境温度影响进食的“温控假说”。

这种假说认为,进食是人类能量来源几乎唯一的来源和保证,人体热量的产生主要来源于基础代谢、肌肉运动和食物产热效应。

在高温环境,人面对热压力,前两者保持不变的前提下,降低食物产热效应是降低热量产生的一种途径。

食物产热效应并非指进食的食物中内在的能量物质分解代谢产生的热量,而是其在消化、吸收和储存过程(同化过程)中额外产生的热量。这些热量与食物所含总热量,而与进食的总量和种类有关。产热系数最高的是蛋白质,其次是乙醇,再次碳水化合物,通常的高能量密度物质脂肪反而最低。

根据这种观点,在冷环境下,丢失的热需要通过进食补偿,策略主要包括显著增加摄食物的热效应。在热环境下,热量散失障碍,就必须减少食物带来的热量需求。表现在食欲抑制、降低进食量和偏好产热效应低的和冷的食物。

但是,这种假说缺乏足够的证据支持,而且食物产热效应毕竟有限,并不能很好的解释苦夏现象。

最近一项研究,基于实验证据,为苦夏现象提供一种更合理的解释。

体温升高激活下丘脑抑制食欲神经活动

人食欲调节中枢位于下丘脑。下丘脑弓形核(ARC)阿片-促黑素细胞皮质素原(POMC)神经元对多种激素和神经信号产生反应,调控食欲和进食量。

最新的研究发现,除了过去已知的信息途径外,POMC神经元还可以表达温度敏感的类辣椒素受体(TRPV1样受体),当核心体温仅有生理范围(37~38℃)的升高,这些神经元就会被激活,发出信号,抑制食欲,减少食物摄入量。

人体温度的调控依赖于对外界环境和体内温度的感受。但是,对于被笼统地称为人温度感受器的结构和分子机制几无所知。

直到1997年辣椒素受体被克隆之后,有关温度感受器的神秘面纱才部分地被揭开。

辛辣,是我国传统的五味之一。但是,现在已知,辣不是味觉,而是一种热痛觉。人们早就知道辣椒的热和痛是由辣椒素与一种受体结合产生。辣椒素从化学结构上属于香草素,因此,这种受体最初被命名为香草素受体VR1,俗称辣椒素受体。

但是,直到1997年辣椒素受体被成功克隆后,人们在这个领域才有了更深入了解。

辣椒素受体实质上是一种阳离子通道,具有类似结构的阳离子通道是一个大家族,被称为瞬时受体电位(TRP)受体家族。辣椒素受体是这个家族中第一个被发现的,被命名为TRPV1。

研究发现,辣椒素并非TRPV1的唯一配体,TRPV1还会被伤害性温度(超过42℃)激活,也是是一种温度感受受体。

更进一步研究发现,TRP受体家族都具有温度感受功能,具有各自不同的温度感受范围,分布在全身各个部位,是温度感受体系的主要感受受体。

当然,TRP受体家族还会被数以百计以上的各种物质和理化因素激活,是体内庞大信息收集体系最为重要的组成部分。

但是,研究也发现,目前已知的TRP受体并不能覆盖全部温度范围,说明还有其他没有发现的温度感受受体。

最新的研究中,科学家通过多种分子技术证实,控制食欲的下丘脑弓形核POMC神经元也表达TRPV1,通过药理途径(包括辣椒素)和光遗传学方法激活这些受体可以减少实验小鼠的食物摄取。当敲除这些受体基因时,相同的刺激就不能再抑制食欲。从而为吃辣椒可以帮助减肥(去年发表的我国近13000人9年的随访研究就发现吃辣椒有助于减肥)减肥提供了明确的分子水平上的原理支持。

但是,研究中也发现,下丘脑弓形核温度并不需要达到激活经典TRPV1的42℃以上,仅需要在生理范围(37~38℃)的升高,就可以激活POMC神经元去极化,这种去极化可以被TRPV1受体拮抗剂和Trpv1基因敲除所阻断。

说明,该受体既含有TRPV1亚基,又非经典TRPV1,因而被称为TRPV1样受体。

就是说,无论什么原因,只要核心体温有所上升,都可以传递到下丘脑食欲控制中枢,降低食欲,减少进食量。

这样,就可以很好的解释环境高温和剧烈运动为什么会抑制食欲,减少进食量的现象。

也就是,从分子机制上为“苦夏”现象做出了很好的解释。