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运用高中生物学谈饥饿与饱腹感

百科 2024-12-03 10:21 云南

运用高中生物学谈饥饿与饱腹感

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。

来源：ExpCon医学科普

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