许多节食过的人都熟悉所谓的溜溜球效应，即节食后体重又重新增加。马克斯·普朗克代谢研究所和哈佛医学院的研究人员现已在小鼠身上证明，节食会影响脑细胞之间的通讯，特别是向大脑中下丘脑弓状核(ARC)区域的AgRP神经元发出信号。，这会促进饥饿。
研究表明，在小鼠中，介导饥饿感的神经细胞在禁食后会收到更强的信号，因此动物在节食后会吃得更多，体重增加得更快。阻断这种与节食相关的信号增加，就能抑制体重增加。由马克斯·普朗克代谢研究所研究员HenningFenselau博士领导的研究人员表示，他们的发现可能有助于未来开发抑制这种信号放大并有助于在节食后保持体重减轻的药物。
Fenselau及其同事在《细胞代谢》(《下丘脑恢复体重的饥饿突触放大器》)中报告了他们的发现，他们写道：“在新出现的肥胖流行的背景下，我们的结果为制定治疗策略以支持节食后长期维持减轻的体重。”
作者写道，节食是最广泛使用的减肥方法，但绝大多数最初成功减肥的人都会“无法长期坚持热量不足，最终会恢复减掉的体重”。给人类带来了重大的公共卫生问题。”
ARC被认为是驱动体重恢复的神经回路的重要组成部分，并且ARC神经元已被证明可以整合能量可用性的中枢和循环信号。此外，研究小组继续说道，“……不同的ARC神经元对于驱动摄食行为既是必要的也是充分的，它们的基因操作会导致体重的深刻改变，强调了ARC在长期控制体重中的关键作用。”有趣的是，大量文献表明，控制体重的关键ARC神经元的突触输入确实会因热量限制而发生变化。“……ARC神经元输入的结构和功能突触变化表明，体重减轻从根本上改变了传入大脑区域协调其活动的方式。”
然而，研究人员承认，科学家们对于减肥引起的ARC神经回路变化如何参与反调节过程(例如增加饥饿感)仍然只有基本的了解，这可以解释为什么大多数节食从长远来看会失败。“人们主要关注节食后的短期影响。我们想看看从长远来看大脑会发生什么变化，”芬塞劳解释道。
AgRP神经元是与饥饿感最密切相关的ARC神经元群。科学家们继续说道，限制热量摄入(例如禁食期间)会激活这些AgRP神经元，导致进食增加和体重增加。“相反，AgRP神经元抑制会减少能量匮乏状态下的食物摄入量，而它们的消融会导致饥饿和体重减轻。”
在他们新报告的研究中，研究人员让小鼠接受热量限制饮食，并结合特定回路的电生理学、光遗传学和化学遗传学方法来评估大脑中的哪些回路发生了变化，重点关注下丘脑AgRP神经元。他们证明，当小鼠节食时，刺激AgRP神经元的神经元通路会发出更多的信号。
结果表明，热量限制导致的体重减轻会激活室旁下丘脑促甲状腺素释放(PVHTRH)神经元细胞群，从而增加活跃的PVHTRH→AgRP神经元突触的数量。科学家指出，重要的是，在节食后很长一段时间内可以检测到大脑中的这种“深刻”变化。“我们研究的一个重要发现是，据报道，PVHTRH→AgRP突触之间的传播放大本质上是持久的，因为它在能量不足的状态下持续存在，即在获得食物后几天和禁食后限制热量饮食，“作者指出。在这些条件下，小鼠的进食量增加并体重增加。
相反，选择性抑制激活AgRP神经元的神经通路会导致节食后体重增加显着减少。“沉默PVHTRH神经元会抑制AgRP神经元兴奋性输入的增强，并减少随之而来的体重反弹，”他们继续说道。“我们的结果提供了对AgRP神经元响应体重减轻的突触可塑性的回路水平理解，更具体地说，定义回路的可塑性变化如何作为长期维持体重的控制点。”
哈佛医学院的合著者BradfordLowell博士补充道：“这项工作增进了对神经线路图如何控制饥饿的理解。”“我们之前发现了一组关键的上游神经元，它们在物理上突触并激发AgRP饥饿神经元。在我们目前的研究中，我们发现这两个神经元之间的物理神经递质连接，在一个称为突触可塑性的过程中，随着节食和减肥而大大增加，这会导致长期的过度饥饿。”
芬塞劳表示，这些发现“……可以让我们有机会减少溜溜球效应。从长远来看，我们的目标是为人类找到有助于维持节食后体重减轻的疗法。为了实现这一目标，我们将继续探索如何阻断介导人类神经通路强化的机制。”
作者评论道，这种长期可塑性“可能是节食后体重维持阶段长期促进饥饿感的基础，以及随之而来的食物消费动机的增加和长期体重恢复的基础，这在大多数人类节食者中都观察到了这一点。”
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