我们为什么一直在吃吃吃——饥饿的神经基础
作者丨C57（浙江大学神经生物学博士生）
编辑丨谭泓
排版丨王子铭
雪莱说过：饥饿和爱情统治着世界。
如果你尝试去打开整个人类的历史，你一定可以看到的是刻骨铭心的饥饿。饥饿更残酷的版本，叫做饥荒。而只有在水土肥沃、食物充足的地方，才能诞生出璀璨的文明。亘古以来，饥饿就是社会变革、技术进步以及革命和反革命的根源。
每当思考到这些，我会更加敬畏我的大脑。因为不管这些历史是关于人类的饥还是饱，都由大脑这个巨大器官中的一小部分关键脑区来操控谱写。
如果你还记得我们之前的一篇关于人类有三个大脑的文章，那你一定还对蜥蜴脑记忆犹新吧。那也就不难相信，饥饿的中枢，或者说控制我们吃饭的中枢，就是位于我们蜥蜴脑里的一小块区域，这个中枢我们把它叫做下丘脑。下丘脑在我们大脑的腹侧中部，你可以摸摸你的头顶，下丘脑大概就在下方的最深处。它的重量大概只有4克，和半瓶盖可乐差不多。但你也别小瞧下丘脑，我们的饮水、摄食、性行为甚至是打架行为，可是都和它息息相关。
众所周知的是，如果大脑短暂失去氧气的供应，就会导致严重损伤甚至死亡。但你可能会感到惊讶，我们的大脑对食物——也就是葡萄糖——的依赖度几乎不亚于氧气。葡萄糖供应中断仅仅几分钟就会导致意识的丧失，如果不尽快恢复供给，就有可能导致死亡。然而在人类历史中，我们的食物供给却不能像氧气一样充足，饥荒常常会发生。为了应对不稳定的外部食物供给，我们复杂的内部调节机制已经进化到能在体内储存能量，在需要的时候就可以调用。这些能量主要储存在肝脏、骨骼肌以及脂肪组织里。
而之所以需要饥饿感来逼迫我们吃饱肚子的一个最根本的原因，就是要让我们体内的储备维持在一个合适的水平上，不出现能量的短缺。
储备在体内的能量会在机体活动中逐渐被消耗，当能量储备的补充速率和能量消耗的速率相等的时候，机体就处在一种健康的平衡状态。如果摄入能量长期跟不上机体需求，你的脂肪组织将被消耗，会导致你日渐消瘦；相反，当能量摄入和储备持续超过对能量的消耗，你的体脂量就会大大增加，或者说你的脂肪就会堆积起来，最终导致肥胖。
如果你曾经有节食的经历，你肯定有过这种感觉：这不争气的身体总是在想方设法地挫败你减肥的努力。并非只有你一个人有这种体会，其实我要说的是，小鼠也是这样的。
被限制热量摄入的小鼠，它的体脂率也会下降，而一旦恢复小鼠的自由饮食，它就会过量进食，直到完全恢复到原来的体脂水平。听起来是不是有点耳熟？反过来也是一样的，对于那些被强迫进食而体脂增加的动物，一旦有了自己调节摄食的机会，他们将会减少进食量，直到恢复之前的体脂水平。
这种体脂水平和进食行为之间的联系提示我们，在我们的脂肪组织和大脑之间，一定是存在着某种信息交流的渠道。一个合理的猜测是，脂肪组织可能会产生某种激素信号，顺着血液循坏，把信号传递到大脑。科学家们成功找到了这种激素，并把它命名为瘦素。对，就是日渐消瘦的瘦。
先天性瘦素缺陷症患者（左）及瘦素替代疗法后（右）
右图显示的是患者接受24个月瘦素注射之后的变化
研究表明，注射瘦素可以奇迹般减少小鼠的进食量。想象一个情景，你连续参加了几天的丰盛饭局，脂肪开始堆积起来。这时脂肪细胞会释放大量的瘦素到血液，向你的大脑发出求救信号——“嘿，你少吃点行吗！”。这些瘦素分子会激活存在于你小小的下丘脑中的一小群神经元。这些神经元接收到了来自脂肪细胞的信号之后，会赶紧作为中央指挥官行动起来。一方面指挥垂体释放促甲状腺激素和促肾上腺皮质激素，这些激素会作用于你的甲状腺和肾上腺，提高全身细胞的代谢率，把多余的能量消耗掉。同时，下丘脑里的这群中央指挥官也会通过交感神经系统增加你的内脏运动。当然，最直接的方式就是直接给你的大脑中负责进食的区域发出信号“停止行动！你们立刻停止行动！”。于是，你停下了吃个不停的行为。
当你开始饥饿的时候，一切就都是相反的了。瘦素水平的降低，使得刚才提到的这群指挥官停止了活动，下丘脑里的另一群神经元被瘦素降低的信号激活，登上了舞台中央。他们对你大脑里负责进食的区域的命令则是“能量不够了！大家迅速行动！吃起来！”。于是你感受到了号召，开始了进食行为。
有一种去除多余脂肪的外科方法是吸脂术，就是抽去多余的脂肪来达到变瘦的目的。然而，一般手术后不久，体脂就反弹到了术前一样的水平。这其中就是脂肪组织和大脑的交流在起着作用：脂肪的减少，意味着瘦素水平的下降，于是下丘脑将会称职地激发进食行为，直到脂肪组织恢复，瘦素水平回到原来的水平。
脂肪组织和下丘脑的信号联系可以调控我们的进食行为。所以我们会因为饥饿感而“需要”进食，但同时我们也因为“喜欢”而进食。
喜欢，是因为食物给我们带来了愉快的感觉。而这种感觉可能是由我们脑内的多巴胺系统所介导的。可口的食物会导致多巴胺的释放，从而让我们感到愉悦，这种愉悦感也是驱动我们去吃东西的力量之一。5-羟色胺（5-HT）也是一种连接食物和你的情绪的桥梁，比如吃巧克力可以一定程度升高大脑内的5-HT水平，使你感到愉悦。
当然，复杂的大脑中还有许多其他的进食机制，这里只是其中一部分。除了我们的脂肪组织，在吃上，研究者们还关注着许多有意思的问题，比如：大难临头之时，我们吃还是不吃，由什么决定？陌生的环境，会影响我们的进食吗？和别人打交道会影响我们的胃口吗？这些有趣的谜题，科学家们正在一步步地揭开它们神秘的面纱。
每天清早你刚睡醒，血液都会把饥饿的信号传递到我们的大脑中一个只有4克重的下丘脑里，一切维持你身体健康的工作就在这里紧锣密鼓地展开。你意识到肚子饿得咕咕叫了，于是你开始准备丰盛可口的早餐，来消减饥饿感。即使你一点儿也不知情，下丘脑里依旧每天都重复着相同的故事。感谢大脑这些精妙的设计，让我们得以在这个美丽的星球上繁衍。
参考文献
1.Farooqi IS, Matarese G, Lord GM, et al. Beneficial effects of leptin on obesity, T cell hyporesponsiveness, and neuroendocrine/metabolic dysfunction of human congenital leptin deficiency. J Clin Invest. 2002;110(8):1093-103
2.https://fenfuro.com/satiety-hormone-leptin-linked-pcos/
3.[美]贝尔, 柯勒斯, 帕罗蒂. 神经科学——探索脑（Neuroscience: Exploring the Brain）.
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