生理学——饥饿与饱腹感

学术   2024-11-11 07:02   上海  
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下丘脑是大脑中的一个小部分,位于垂体上方。它控制着多种身体功能,如饥饿、口渴、体温以及垂体分泌的激素。

调节食物摄入的下丘脑有三个部分,分别是腹内侧核、外侧下丘脑区和弓状核。
腹内侧核是饱腹中枢,受到刺激时会产生饱腹感。
另外,外侧下丘脑区是进食中枢,受到刺激时会产生饥饿感。
最后,弓状核就像一个开关接收来自胃肠道的各种信号,并通过神经纤维向进食中枢和饱腹中枢发送信号,调节进食和饱腹感。

假设你忘记买午餐,到了下午晚些时候,有两件事会触发你的饥饿感。首先,你胃里的机械感受器检测到胃是空的,因此通过迷走神经慢慢向延髓中的孤束核发出信号。

孤束核随后将神经纤维发送到下丘脑的弓状核。弓状核通过促食神经元激活进食中枢,并通过抑食神经元抑制饱腹中枢。促食指的是刺激食欲的作用,而抑食指的是抑制食欲的作用。

此外,机械感受器的发射减少和低血糖水平会触发胃内壁的P/D1细胞(也称为生长素释放肽细胞,简称Gr细胞)分泌生长素释放肽(Ghrelin)进入血液。Ghrelin被称为饥饿激素,它直接作用于弓状核,进一步刺激进食中枢并抑制饱腹中枢。

现在,假设你决定吃一份美味的玉米卷饼。玉米卷饼使你的胃膨胀,这会增加机械感受器的发射频率。这些信息通过迷走神经传递到弓状核,弓状核随之减少对进食中枢的刺激,并增加对饱腹中枢的刺激。

当食物到达小肠时,会被分解成葡萄糖、氨基酸和脂肪,这些营养物质会被胃和肠道内的化学感受器检测到。这些化学感受器通过胃肠道的肠神经系统发送信号,从而刺激肠内分泌细胞分泌各种激素。

首先,脂肪和蛋白质使得十二指肠和空肠的L细胞分泌胆囊收缩素。
蛋白质还会使回肠和结肠的L细胞分泌一种叫肽YY(peptide YY)的物质。而葡萄糖则使L细胞分泌胰高血糖素样肽1(GLP-1)。这三种激素都可以通过刺激弓状核,增强饱腹中枢的刺激并抑制进食中枢。
此外,这些激素还有其他功能。例如,胆囊收缩素触发胆囊收缩和肠道运动,肽YY抑制饥饿素(Ghrelin)的分泌,胰高血糖素样肽则增加胰腺分泌胰岛素。
当血糖水平较高时,如你吃了一顿包含大量碳水化合物的大餐时,胰岛素也会被分泌,其主要作用是促进细胞摄取葡萄糖。胰岛素还直接作用于下丘脑,刺激饱腹感并抑制饥饿感。胆囊收缩素、肽YY、胰高血糖素样肽1和胰岛素都是短期或急性饱腹激素,因为它们会根据你所吃的食物在一天中波动。

另一种激素叫做瘦素,被认为是长期饱腹激素,因为它在血液中的水平在一天中保持相对稳定。瘦素的水平在晚上略微上升,这也是你在睡觉时不感到饥饿的原因。
瘦素直接作用于下丘脑,减少饥饿感并增加饱腹感。瘦素由体内的脂肪细胞或脂肪组织产生,因此脂肪组织越多,产生的瘦素就越多。瘦素的作用是试图防止过度进食和肥胖。

总结
饥饿和饱腹感是由复杂的神经和激素信号调节的生理现象,主要涉及下丘脑及胃肠道分泌的多种激素和信号通路。以下是大致过程:
1. 饥饿的产生
当你长时间未进食时,身体会通过一系列信号告诉大脑需要补充能量。
- 胃的机械感受器:空腹时,胃的机械感受器探测到胃壁没有拉伸,会通过迷走神经向大脑传递信号,提示胃是空的。
- 饥饿激素 - 胃饥饿素 (Ghrelin):当血糖水平降低或胃空腹时,胃内壁的 P/D1 细胞或Gr 细胞会分泌胃饥饿素。胃饥饿素通过血液到达下丘脑中的 弓状核 (Arcuate Nucleus),激活食欲中枢(进食中枢),并抑制饱腹中枢,从而产生饥饿感。
- 下丘脑中的调节:下丘脑的 外侧下丘脑区 (Lateral Hypothalamic Area, LHA)是进食中枢,会在饥饿信号的刺激下激活,引起食欲并促使人寻找食物。
2. 饱腹感的产生
当你吃东西时,食物会在胃和小肠中分解并刺激一系列激素分泌,从而传递饱腹信号。
- 胃的机械感受器:进食后,食物填充胃部并使胃壁拉伸,机械感受器会通过迷走神经将信号传递到下丘脑中的弓状核,减少食欲中枢的激活,并促进饱腹中枢的活动。
- 短期饱腹激素
  - 胆囊收缩素 (CCK):当脂肪和蛋白质到达十二指肠时,I细胞分泌胆囊收缩素,促进胆囊收缩和消化酶释放,同时通过迷走神经抑制食欲。
  - 肽YY (PYY):小肠末端和结肠中的L细胞在进食后分泌 PYY,这种激素可以抑制胃饥饿素的分泌并降低食欲。
  - 胰高血糖素样肽-1 (GLP-1):小肠中的 L细胞还会分泌 GLP-1,促进胰岛素分泌、抑制胃排空,并在大脑中产生饱腹感。
- 长期饱腹激素 - 瘦素 (Leptin):脂肪细胞分泌 瘦素,这种激素作用于下丘脑,长期抑制食欲并调节体重平衡。瘦素水平随脂肪储存量的增加而上升,抑制进食并增强饱腹感。
3. 大脑的整合
- 弓状核 (Arcuate Nucleus):下丘脑的弓状核起到信号调节的作用。它通过两类神经元来调节食欲:
  - 食欲促进神经元 (Orexigenic Neurons):促进饥饿感。
  - 食欲抑制神经元 (Anorexigenic Neurons):促进饱腹感。
通过这些复杂的信号传递和反馈机制,身体能够调节食物摄取,以维持能量平衡和体重稳定。
以上图片内容来源:Osmosis.org
原文链接🔗:

https://www.osmosis.org/learn/Hunger_and_satiety?from=/md/foundational-sciences/physiology/endocrine-system/hypothalamic-hormones

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