一份來(lái)自饑餓的神秘力量

作者：人間四月天

文章來(lái)源于科學(xué)大院公眾號(hào)（ID：kexuedayuan）

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先看一組圖片：

（圖片來(lái)源：Pixabay）

有沒(méi)有感覺(jué)餓了呢？是不是很想吃東西？民以食為天，人要生存下去首先就得解決溫飽問(wèn)題。所以吃飯就是頭等大事。

人類社會(huì)的物質(zhì)豐富，我們能輕易獲取足夠的食物來(lái)滿足身體需求。但對(duì)于在野外生存的動(dòng)物來(lái)說(shuō)，尋找食物填飽肚子并不是一件容易的事，食物短缺會(huì)威脅它們的生命。所以在饑餓感的驅(qū)使下，動(dòng)物往往會(huì)為了生存而改變行為策略。例如，通常情況下獵豹會(huì)捕食老弱病殘的獵物。但在沒(méi)有合適的獵物并且極度饑餓時(shí)，它們會(huì)冒險(xiǎn)去攻擊年輕力壯的獵物，為此付出慘痛的代價(jià)。

為了探索饑餓到底會(huì)對(duì)動(dòng)物的行為產(chǎn)生多大的影響以及背后的機(jī)理，科學(xué)家們使用小鼠作為模式動(dòng)物設(shè)計(jì)了許多有趣的實(shí)驗(yàn)，也方便大家在上班上學(xué)的時(shí)候吃東西找到合適的理由（請(qǐng)各位老板和老師不要打我）。

餓著肚子，小鼠更愿意待在C位

小鼠是一類非常膽小的動(dòng)物，當(dāng)把實(shí)驗(yàn)小鼠放置在一個(gè)40 cm×40 cm的正方形箱子內(nèi)進(jìn)行“空曠場(chǎng)測(cè)試”時(shí)，在絕大部分時(shí)間內(nèi)，小鼠待在它覺(jué)得安全的四個(gè)角落，或是貼壁行走，而極少會(huì)來(lái)到曠場(chǎng)中心進(jìn)行活動(dòng)。

研究中設(shè)置了兩組動(dòng)物，一組是吃飽飯的，一組是餓肚子的。吃飽的小鼠在空曠場(chǎng)中的行為表現(xiàn)和上述一致，喜歡待在邊緣（圖1）。而餓肚子的動(dòng)物卻會(huì)更多地去探索曠場(chǎng)中心區(qū)域。（熱圖的顏色表示動(dòng)物在區(qū)域內(nèi)的時(shí)間長(zhǎng)短）如果在曠場(chǎng)中心放置了食物，餓肚子的小鼠就更愿意去中心區(qū)域，熱圖顯示它們?cè)谥行拇臅r(shí)間明顯增加（圖1）。

圖1 空曠場(chǎng)測(cè)試（圖片來(lái)源：改編自文獻(xiàn)1）

想吃飽飯的心愿，讓一切不再可怕

另外一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，小鼠被安放在一個(gè)兩箱的長(zhǎng)方形盒子中。左邊的箱子什么都沒(méi)放，右邊的箱子角落放置狐貍尿液中含有的一種化學(xué)物質(zhì)TMT（2,5-dihydro-2,4,5-trimethylthiazoline）。

由于狐貍是小鼠的天敵，因此小鼠會(huì)本能地害怕接觸TMT。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，餓肚子的小鼠和吃飽飯的小鼠表現(xiàn)一致，非常害怕去到含有TMT的右邊箱子，在把TMT去除了之后，小鼠依舊不敢輕易探索右邊的箱子（圖2）。說(shuō)明即使在饑餓狀態(tài)下，小鼠也不愿意去探索右邊的箱子。不過(guò)，當(dāng)研究人員把食物放在右邊箱子的角落后，餓肚子的小鼠去右邊角落的時(shí)間明顯增加（圖2）。說(shuō)明小鼠非常聰明，“不見(jiàn)兔子不撒鷹”。食物，永遠(yuǎn)是驅(qū)動(dòng)小鼠探索世界的最佳動(dòng)機(jī)。沒(méi)有食物作為回報(bào)的前提下它們不會(huì)輕易冒險(xiǎn)。

圖2 兩箱測(cè)試（圖片來(lái)源：改編自文獻(xiàn)1）

餓肚子可以緩解慢性疼痛

從以上實(shí)驗(yàn)可以看出，為了吃飯，小鼠愿意鋌而走險(xiǎn)，干飯魂的力量不可低估。除了可以讓小鼠對(duì)抗來(lái)自外界威脅的不安之外，研究發(fā)現(xiàn)，饑餓還可以抑制慢性疼痛的感覺(jué)。

在實(shí)驗(yàn)中，研究人員分別向飽腹的和饑餓的兩組小鼠腳掌注射能引起慢性炎癥疼痛的福爾馬林藥劑。藥物起效后，小鼠會(huì)舔舐自己的腳掌用來(lái)緩解疼痛。對(duì)比兩組小鼠的行為后，研究人員發(fā)現(xiàn)，饑餓組小鼠舔舐腳掌的時(shí)間明顯低于飽腹組小鼠，這意味著，饑餓組小鼠對(duì)慢性疼痛不那么敏感了。

這是為什么呢？之前的研究發(fā)現(xiàn)，在下丘腦的弓狀核中存在一群AGRP神經(jīng)元，在饑餓狀態(tài)下，它們會(huì)被激活，從而促進(jìn)機(jī)體去吃飯。當(dāng)研究人員操縱飽腹組小鼠的大腦，激活A(yù)GRP神經(jīng)元之后，它們舔舐腳掌的時(shí)間也明顯降低。

為了進(jìn)一步了解激活A(yù)GRP神經(jīng)元進(jìn)而緩解慢性疼痛的神經(jīng)機(jī)理，研究人員分別激活了AGRP神經(jīng)元到各個(gè)下游腦區(qū)的神經(jīng)通路，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只有激活A(yù)GRP神經(jīng)元到臂旁核的神經(jīng)通路才能產(chǎn)生這樣的效果。此外，研究人員發(fā)現(xiàn)了其中的分子機(jī)制——AGRP神經(jīng)元激活時(shí)釋放的“神經(jīng)肽Y” 結(jié)合到了臂旁核神經(jīng)元表達(dá)的神經(jīng)肽Y受體上，進(jìn)而產(chǎn)生了對(duì)慢性疼痛的抑制作用。因此，臂旁核的神經(jīng)肽Y受體也將有希望成為治療慢性疼痛的一個(gè)藥物靶點(diǎn)。

不過(guò)，饑餓并不能緩解高溫對(duì)小鼠腳掌帶來(lái)的急性疼痛。相反，急性疼痛顯著降低了AGRP神經(jīng)元的活動(dòng)水平，同時(shí)也降低了小鼠的食欲。

圖3 小鼠對(duì)痛的反應(yīng)（圖片來(lái)源：改編自文獻(xiàn)3）

由此看來(lái)，饑餓的感覺(jué)是一種很強(qiáng)的行為驅(qū)動(dòng)力，在促使我們本能地去進(jìn)行覓食的同時(shí)，還會(huì)競(jìng)爭(zhēng)性地壓制我們對(duì)外界的恐懼和內(nèi)在的慢性疼痛。在肚子餓的時(shí)候，我們常常顧不上許多，一心只想找吃的，這種行為背后的道理可能也是來(lái)源于此。但與此同時(shí)，通過(guò)急性疼痛的實(shí)驗(yàn)，我們也清楚地知道大腦處理信息產(chǎn)生行為也是分層級(jí)的。急性疼痛代表了極度危險(xiǎn)，優(yōu)先級(jí)高于饑餓，而饑餓優(yōu)先級(jí)則高于不會(huì)帶來(lái)生命威脅的慢性痛。

好了，看到這里的朋友們，如果餓了就快去吃飯吧。當(dāng)然，建議還是不要用以上的發(fā)現(xiàn)回應(yīng)發(fā)現(xiàn)你在上班/上課時(shí)間吃東西的老板/老師。還請(qǐng)各位朋友合理安排個(gè)人時(shí)間，留充足的時(shí)間好好吃飯。畢竟，吃飽了才有力氣干活。

參考文獻(xiàn)：

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[3] Alhadeff, A. L. , et al. "A Neural Circuit for the Suppression of Pain by a Competing Need State - ScienceDirect." Cell 173.1(2018):140-152.e15.