1 2011/12/30 上午 09:54:44

關鍵「飢餓機制」 不進食最多撐3個月

(關鍵字: 大腦 , 飢餓 , 葡萄糖

每當電視裡出現非洲鬧飢荒的新聞,除了感到於心不忍,大家是否發現這些難民的身體雖然柴瘦如骨,但頭部卻沒有跟著萎縮,形成「頭重腳輕」的狀況。德國近日一項研究指出,這個生理現象牽涉到人類老祖先為了做好隨時會斷糧的準備,而逐步演化出的一套「飢餓機制」。

大腦中有一套關鍵的「飢餓機制」,讓人體能順利熬過長期飢餓。(圖片/取材自德國之聲《Deutsche Welle》)
大腦中有一套關鍵的「飢餓機制」,讓人體能順利熬過長期飢餓。(圖片/取材自德國之聲《Deutsche Welle》)

根據《德國之聲》(Deutsche Welle)的報導,德國明斯特高等專科學校(Münster Fachhochschule)的人類生物學家約翰金.蓋德曼(Joachim Gardemann)教授表示:「人體在只有水而沒有食物的前提下,至少可以撐上兩到三個月;我們人類是一個經演化之後成功存活下來的物種,關鍵就在『飢餓』兩字。」

美國的科學家安瑟.吉斯(Ancel Keys)曾在二戰期間做過一個相當具有爭議性的實驗:他找了36個人作為觀察對象,前三個月每人每天僅攝取身體所需一半的卡洛里,當所有人的體重都減到只剩原來的百分之75後,第二階段的實驗就是給予每個人不同飲食計畫。在研究報告裡他提到,當人體歷經長期的挨餓後,大腦只對與「食物」有關的東西感興趣,有的人甚至承認動過吃人肉的念頭;此外,這些受試者的聽力和嗅覺似乎也變得比較靈敏。

下腦丘(Hypothalamus)為人體的飢餓中樞,當血糖濃度降低後,下腦丘內的活動便會增加。首先它會發出訊號給腎上腺(die Nebenniere)分泌出腎上腺素(das Adrenalin),讓人體動起來去尋找食物;當食物並非唾手可得的情況下,下腦丘就開始進行所謂的「B計畫」。

人的大腦約佔人體體積的2%,卻需要耗掉體內將近一半的葡萄糖(die Glucose)含量;當人處於飢餓狀態的時候,體內葡萄糖含量逐步降低,下腦丘於是釋出讓胰島素(das Insulin)停止分泌的訊號,一方面阻止有限的葡萄糖繼續進到肌肉和其他器官內,另一方面把它們全數引導到腦部儲存起來。人在餓死之前,所有的器官都會萎縮約50%,只有大腦會維持原本的大小,最多只減少2-4%的體積。

當人體依舊沒有得到食物的情況下,下腦丘會主動採取攻勢,將肌肉裡的蛋白質(der Eiweiß)轉換成胺基酸(die Aminosäure),並從中取出葡萄糖後送回腦袋,「所謂的『皮包骨』,指的就是肌肉全數被耗盡的狀況,而說穿了,我們的肌肉只不過是蛋白質的儲存庫,幫助大腦繼續維持運作的後勤補給站而已。」約翰金教授表示。

大腦中的「下腦丘」。(圖片/取材自德國之聲《Deutsche Welle》)
大腦中的「下腦丘」。(圖片/取材自德國之聲《Deutsche Welle》)

長期的飢餓會讓身體進入一種類似「冬眠」的狀態,心跳、血壓、體溫等都會降低,避免耗掉剩下的能量。大腦除了從肌肉中擷取葡萄糖外,還會把人體脂肪中的脂肪酸(die Fettsäure)會轉換成酮體(der Ketonkörper),做為另一個維持大腦運作的來源,避免肌肉在短時間之內全數耗盡,藉此保住幾個重要的維生器官;以心臟為例,當心臟的肌肉開始被耗損,幾乎就宣告了它的死亡。

約翰金教授最後提到,對於患有瘧疾(die Malaria)、愛滋病等病患,由於血液中含有過多的炎症物質(der Entzündungsstoff),導致胰臟(die Bauchspeicheldrüse)不停分泌胰島素消耗肌肉裡的葡萄糖,卻完全不會動到脂肪中的脂肪酸;換言之,當下腦丘無法再執行這一整套保命的「飢餓機制」,人體不但撐不過三月,甚至只要短短兩三個星期就因多重器官衰竭而死亡。

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