“你为什么想要吃饭?”“因为我肚子饿了。”三岁小孩都会回答。那么我们为什么会有饿或饱的感觉呢?为什么肚子(胃)空了就感到饿,满了就觉得饱呢?显然,是因为我们体内有一个调节饿饱的机制,而控制感觉的中心,一定是位于中枢神经系统之中。生物学家很早就已经知道,在大脑腹面、丘脑的下方,有一块很小的区域——下丘脑控制着很多生理机能,包括体温、睡眠、内分泌、情绪反应、生殖、新陈代谢等等,也包括控制摄食。具有类似功能的脑细胞聚集在一起,称为神经核。下丘脑有许多种神经核,哪一些是和控制摄食有关的呢?
我们可以用动物做两类相反的实验:刺激某团神经核,或破坏某团神经核,看动物各有什么反应。比如在下丘脑中,有一团神经核叫腹内侧核(这是根据其方位命名的),如果我们用微弱电流刺激老鼠的腹内侧核,老鼠就停止摄食,即使肚子空空,也不感到饿。但是,如果我们加大电流,用电击摧毁了老鼠的腹内侧核,老鼠就会一直处于饥饿之中,不停地吃饭,把自己吃成了一个大胖子,甚至胖得无法转身。这就证明了下丘脑的腹内侧核控制着动物的摄食,而且是一个饱足中心,告诉动物吃饱了。
在下丘脑中,另有一团叫做前庭下丘脑核的神经核对摄食起相反的作用,它是进食中心:如果刺激它,老鼠就开始摄食;如果把它摧毁,老鼠就开始绝食,直到饿死。有些人可能会想,如果我们把腹内侧核和前庭下丘脑核都破坏掉,会怎么样呢?实验结果表明,动过这种手术的老鼠也是绝食而亡。因此,腹内侧核起到的是抑制前庭下丘脑核的作用,如果前庭下丘脑核已经不存在,那么有没有腹内侧核不会产生什么不同了。
前庭下丘脑核刺激动物摄食,而腹内侧核又对前庭下丘脑核起抑制作用,这就是中枢神经调控动物摄食的基本机制。但是实际的情形要比这复杂得多。还有其他神经核也参与了这个过程。而且这些神经核也并非专门用于控制摄食,它们也同时控制着其他生理过程。例如破坏掉老鼠的腹内侧核,不仅刺激其摄食,也影响了其性行为和其他行为(例如,变得特别凶狠)。脑中的神经核用无数神经纤维联系在一起,组成了一个无比复杂的通讯网络,影响某个神经核的信号也会被传递到其他神经核,要清楚地分辨各个神经核的特定作用,是非常困难的。想想看,人脑有上千亿个神经元,每个神经元又与数万个其他神经元相连,这是一个多么复杂的系统,想要直接搞清楚其细节,是一个不可能完成的使命。
但是我们可以通过其他的办法,例如遗传学和生物化学的办法,来了解神经生理活动的一些细节。遗传学让我们能够发现和研究某种基因突变的后果,而生物化学让我们能够在分子水平上研究生理机制。在1950年,人们发现有一个品系的小鼠食欲过盛,变得非常肥胖,其体重能达到一般小鼠的两倍以上。经研究认为这是由于某一个基因发生了突变引起的,但当时对这个基因在哪里、具体有什么功能,都不清楚,只是简单地把它命名为“ob基因”(ob是英文obese——肥胖——的缩写),这个品系的小鼠被称为ob小鼠。后来又发现其他基因突变也能使小鼠食欲过盛,分别用不同的名称命名,其中比较重要的是1966年发现的db基因品系(db是英文diabetes——糖尿病——的缩写)。
那么究竟是什么因子使得这些突变小鼠食欲过盛呢?很容易想到的一个实验思路是,看看这些小鼠的下丘脑有什么化学分子过量。人们发现,胖小鼠的下丘脑中含有过量的神经肽Y。这种神经肽有许多生理功能,不过我们在这里关心的是它是否会影响摄食。的确如此,如果把神经肽Y注射到正常小鼠的脑中,它们就会食欲过盛,变得肥胖。看来小鼠肥胖的原因就是因为神经肽Y过量,我们已破解了这个肥胖之谜了?事情并没有那么简单。
在上个世纪60年代后期和70年代早期,美国生物学家科尔曼(Douglas Coleman)用ob和db这两个品系的胖小鼠做了一个联体实验:把两种不同的小鼠的血管连接在一起,创造出了两只共用血液循环的联体小鼠,这样,在某只小鼠血液中的物质,就会进入另一只小鼠的体内并产生影响。他的实验结果是这样的:
把两只正常小鼠联体,让其中一只过度摄食,导致另一只胃口不佳、体重减轻
把ob胖小鼠和正常小鼠联体:ob胖小鼠体重减轻
把db胖小鼠和正常小鼠联体:正常小鼠停止摄食、体重减轻
把ob胖小鼠和db胖小鼠联体:ob胖小鼠停止摄食、体重减轻,而db胖小鼠不受影响
这些实验告诉了我们什么呢?从第一个实验我们可以推测,一旦正常小鼠吃饱了,血液中就会有一种饱足因子,抑制食欲。从第二个实验我们可以推测,o [1] [2] 下一页 |