曹德瑞 邹晓庭
摄食调控是一个极其复杂的过程,总的来说,主要取决于机体能量的需要。动物的能量储存是相对稳定的。动物体首先感觉并整合关于营养状况的复杂而矛盾的信号，然后发出信号调节能量平衡。参与摄食调控的因素有许多，多种神经递质和激素能影响摄食行为，这些递质和激素间又有相互作用。多个中枢部位包括经典的下丘脑、大脑皮层和边缘前脑，以及最近提出的在机体的躯体－内脏整合中发挥重要作用的小脑均参与摄食信息的整合。在将外周摄食信号传入脑，以及将中枢摄食整合信号传出外周的过程中，迷走神经起重要作用(张月萍等，2001)。另外，外界因素，如食物的味道，甚至环境中的大气状况都会影响摄食活动。这些因素构成了摄食调控的神经内分泌网络。
1 下丘脑摄食中枢
早期的损伤和刺激试验产生了“双中枢”学说：下丘脑腹内侧核(VMH)为饱中枢，下丘脑外侧区(LHA)为摄食中枢(Vettor等，2002)。双中枢实际上是由一些分散的神经通路组成，在这些神经通路中特异性的下丘脑核团形成一个更为复杂、系统性的神经网络。这些神经核产生和分泌多种神经递质和神经调节因子，参与下丘脑的食欲调控。下丘脑接收和整合一些神经和体液输入信号，从而能够在不同的能量平衡情况下协调摄食和能量消耗。近年来， 越来越多的证据表明“双中枢”学说是一个过于简单的概念，事实上，中枢多个部位，如大脑皮层、边缘前脑、纹状体等均参与了摄食调控。
2 与摄食调节有关的神经递质和激素
2.1 瘦素(leptin)
瘦素是脂肪细胞分泌的一种激素,通过血脑屏障，发出脂肪储存饱和信号，随之触发摄食减少和能量消耗增加的生理过程，是重要的摄食调节外周信号。血液中瘦素的浓度与体脂之间存在一定的关系，瘦素有很长的半衰期，这些特点都与脂衡理论相符合。外周或中枢给予瘦素能降低啮齿动物采食和体重，同时提高能量消耗。徐淑静等（1999）研究显示，在脑室内给予瘦素可剂量依赖性的减少大鼠摄食量。低剂量瘦素(1～10 pg)即可抑制对葡萄糖敏感的肝迷走神经传入纤维放电，刺激支配脂肪组织的交感神经元放电。将瘦素微电泳注射到麻醉大鼠下丘脑LHA和VMH中，使LHA的糖敏和非糖敏神经元显著抑制，VMH中的大多数糖敏神经元显著兴奋。膜片钳试验进一步证实,瘦素可以激活Na＋和 K＋通道，使这些神经元去极化。瘦素能抑制摄食亢进性神经元,而促进摄食抑制性神经元。
2.2 胆囊收缩素(CCK)
CCK广泛分布于胃肠道和脑组织中,是抑制摄食作用最强的肽类激素。外周和中枢给予CCK能产生相似的饱感作用,说明CCK可能通过中枢和外周两种途径发挥抑制摄食的生物学效应。CCK的抑制摄食效应被认为主要由CCK-A受体介导（Wang L等,2000）。CCK-A受体主要存在于外周部位，但最近的免疫组化研究表明，CCK-A受体在脑组织中也广泛存在（Fink H等，1998）。CCK不能透过血脑屏障，胃肠道中分泌的CCK影响脑内神经元活动的机制还不十分清楚。有研究表明，CCK在脑内和血清中的浓度显著相关,在膈下切断迷走神经胃支可减弱外周给予CCK产生的抑制效应,外周给予CCK可激活多个脑区的C-fos表达（Mnnikes H等,1997）,因此,估测外周CCK信号是经迷走神经传递到较高级中枢（包括LHA、杏仁核等处）而发挥抑食效应的。
2.3 去甲肾上腺素(NE)
NE是参与摄食调控的经典神经递质（Wellmam P J，2000），将NE晶粒通过导管置于大鼠的LHA，可引起大鼠剂量依赖性的摄食增加。将NE放置到LHA前预先静注肾上腺素能阻断剂可完全阻断NE引起的摄食效应。药理性阻断突触小泡对NE的重摄取或促进突触小泡释放NE，都发现饱食的大鼠能进一步摄食，从而证明内源性NE也具有外源性NE的作用。Harrison J K等（1991）研究认为，NE增加动物摄食，是通过ａ受体起作用的，如NE与H受体结合，则动物摄食减少。因此， NE作用于下丘脑的不同部位或与不同的受体结合对动物摄食的影响是不同的。
2.4 神经肽Y、糖皮质激素和胰岛素
神经肽是联系机体感受器和效应器的一个重要信号（傅茂等，1999）。它产生于下丘脑弓状核，并通过轴突转运到室旁核。脑室注射神经肽Y可显著增加动物的摄食量，并抑制交感神经活性和热量产生，增加体重。中枢持续注入神经肽Y可使啮齿类动物产生特征性的夜间阵发性进食行为,这种行为与正常大鼠的进食行为非常相似,提示正常大鼠的夜间阵发性进食行为是神经肽Y释放所引起的。将ODNs(磷酸二酯寡聚脱氧核苷酸)显微注入下丘脑弓状核中,发现能减弱与神经肽Y相关的动物进食活动。但要想完全阻碍神经肽Y在进食活动中的作用,则必须长期抑制神经肽Y的基因表达（Kalra P S，2000），然而神经肽Y基因缺失的动物仍可表现正常的摄食行为及储脂能力。许多研究表明，糖皮质激素、胰岛素和神经肽Y在促进动物摄食方面有显著的相关性。Wisialowski T等（2000）研究显示，脑室注射神经肽Y可显著增加大鼠血浆胰岛素水平，而肾上腺切除的大鼠则无此效应。同时发现神经肽Y受体在肾上腺切除的大鼠VMH中的表达显著下降，而在室旁核和弓状核的表达不受影响。这一结果说明了这三者之间的关系，提示中枢给予神经肽Y导致胰岛素释放增多，糖皮质激素的作用在神经肽Y引起的胰岛素释放机制中是必需的，该机制尤其与VMN神经元关系密切。
2.5 5-羟色胺(5-HT)
许多试验表明，5-HT能够抑制摄食。外周或下丘脑注入5-HT可使动物摄食量和摄食次数显著减少。中枢神经系统5-HT受一些外周饱食因子(如CCK、肠抑素)血浓度的影响。5-HT与瘦素抑制摄食的作用机制是：5-HT是短期作用饱信号整合网络的一部分,而瘦素是长期能量保存的一个激素信使,两者都调节神经肽Y的活动,后者或许是前两者影响食欲表达的一个共同输出通路（Halford JC和Blundell J E，2000）。
2.6 食素(orexin)
食素是一组新发现的神经肽，主要功能是刺激摄食（Mondal M S等，2000）。食素神经元主要分布于下丘脑内，包括下丘脑外侧区、背内侧核、弯隆周区和下丘脑后区。何天培（2000）在大鼠脑室注射食素、神经肽Y后发现, orexin-A可持续刺激摄食，orexin-B对摄食的促进作用具有偶然性。这两种肽的增食作用都显著小于神经肽Y，禁食48 h后，LHA中的orexin-A和orexin-B的浓度都表现出增加的趋势。但其它脑区中的orexins含量则显著下降，表明它们作为一种神经递质或调质通过与神经网络的相互作用参与摄食调控（Nambu T等，1999）。原位杂交组织化学研究表明，orexin前体的基因表达在ob/ob和db/db小鼠中显著减少，而神经肽Y基因的表达在ob/ob和db/db小鼠的弓状核中则显著增加，表明orexin和神经肽Y对基因型肥胖小鼠的调控机制是不同的。
2.7 黑素皮质素(MC；ACTH/MSH)
黑素皮质素类肽参与摄食和能量的调节，在能量内环境稳定中起中心通道的作用。它们主要由leptin激活，包括agouti相关肽(AGRP)；a-促黑激素(a-MSH)及MC-3、MC-4两种受体。兴奋性配基a-MSH和抑制性配基AGRP的比率与黑素皮质素神经元在调节摄食和能量平衡中的作用密切相关。AGRP可抑制MC－4活性，拮抗a-MSH 对MC－4的激动效应，使动物表现肥胖。瘦素水平升高，诱导弓状核中a-MSH 前体POMC表达，使a-MSH轴突分泌增加，激活MC－4受体，抑制动物摄食，脂肪组织减少，继而瘦素水平下降，构成一个反馈调节。
2.8 ghrelin
ghrelin是目前研究发现的唯一一个外周分泌的能促进动物食欲的激素。ghrelin是由胃、肠、胰腺合成的一种肽,是促生长激素受体(GSH－R)的内源性配体,具有促进生长激素释放,增加食欲、脂肪积聚和体重,调节能量代谢平衡等功能。在禁食期间,血液中ghrelin浓度上升,采食后其浓度迅速下降。虽然最近的研究结果表明,循环中的ghrelin浓度不能预测采食的间隔时间(Callahan等，2004),但ghrelin可能涉及到采食的开始(Cummings等，2001),血液中ghrelin浓度可能主要受食入能量多少的影响,但ghrelin准确的分泌调节机制还不清楚。脑室内投予ghrelin,弓状核神经肽Y/AgRP mRNA表达上升,它还可以活化单独分离出来的弓状核神经肽Y神经元,因此认为神经肽Y神经元介导了ghrelin的作用。ghrelin活化神经肽Y神经元,而瘦素则抑制神经肽Y神经元,两者通过神经肽Y神经元这一共同标靶进行相反地调节作用。关于两者的反向关系,也可以从肥胖者血中瘦素浓度增加而ghrelin浓度降低这种激素水平的负相关性看出。
2.9 乙酰胆碱(ACh)
放置碳酰胆碱(CARB)于LHA后，鼠摄食增加。注射CARB到鼠、猫、羊和兔的乳头体、视前区、膈和海马等结构中，都可引起摄食活动，向膈区内注射阿托品则抑制摄食（金国章，1999），这些研究结果表明，ACh可以通过边缘系统的许多结构，促进动物摄食。
3 迷走神经在摄食调控中的作用
迷走神经是将由食物成分接触胃肠道所引起的进食相关信号传递到中枢神经系统中介导摄食与消化行为的部位，对摄食行为进行调节(Schwartz G J，2000)。目前认为，胃肠激素是提供信息给中枢神经网络以终止摄食的主要外周机制，迷走神经在这一过程中起重要的调节作用。切断迷走神经抵消某些胃肠激素的饱效应，刺激迷走神经则能引起某些胃肠激素的释放（Bray G A，2000）。这一现象说明迷走神经不仅介导胃肠激素的生物学效应，也控制胃肠激素的释放。电生理学研究提供了许多迷走神经与下丘脑之间相互联系的直接证据。刺激迷走神经胃支能诱发LHA、VMH和PVN神经元放电,胃迷走神经前干和后干的传入在下丘脑神经元上存在会聚(Yuan C S等,1992)。另一方面，刺激LHA和VMH能引起大鼠胃迷走神经传出性活动增加,其中LHA使胃运动增强，VMH使胃运动减弱（李在琉等，1983）。这些研究证实，迷走神经向食欲中枢传递来自胃肠道和外周血的相关信息，而食欲中枢也通过迷走神经传出性活动影响摄食行为。
4 结语
影响摄食的多种神经递质和激素在摄食控制中存在复杂的相互联系,共同发挥作用,调节摄食行为。但摄食调控的机制是一个复杂的生理生化过程,有许多问题还需要进一步研究。虽然现在通过外源添加一些活性因子调节激素或相关神经递质来调节动物采食量成为动物营养学上的研究热点,但目前能产生显著促食欲效果的产品还不多,今后应加强这方面的研究。
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（编辑：高 雁，）
曹德瑞，浙江大学饲料科学研究所，310029，杭州市秋涛北路164号。
邹晓庭，单位及通讯地址同第一作者。
收稿日期：2007-07-16 |
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