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牵一发而动全身,激素研究如何帮助我们理解人体演化和疾病的逻辑?

文化

牵一发而动全身,激素研究如何帮助我们理解人体演化和疾病的逻辑?

Liam Drew2019-04-21 06:05:09

“在我们体内,没有任何一个器官是一座孤岛。”

Liam Drew 是一位作家和记者,也是 NeuWrite London 的创始董事。NeuWrite London 是 NeuWrite 位于伦敦的分支机构,旨在为科学家和作家创造交流机会,讨论如何进行科普工作。2017 年,他出版了《我,哺乳动物:是什么让我们变成哺乳动物》(I, Mammal: The Story of What Makes Us Mammals)。他现居英国伦敦。

本文AEON 授权《好奇心日报》发布,你可以在 Twitter 上关注他们


二十多年之前,物理学家、遗传学家杰勒德·卡尔桑迪(Gerard Karsenty)认为自己成功掌握了骨矿化(bone mineralisation)的秘密。骨矿化指的是钙、磷酸盐和其他矿物质与蛋白质基质结合后使骨头变坚硬的过程,对健康至关重要。在此期间,一种名为骨钙素(osteocalcin)的蛋白质发挥了重要作用。骨细胞合成和释放骨钙素之后,钙会与骨钙素结合。了解骨钙素的性质和功能后,卡尔桑迪坚信骨细胞能利用骨钙素控制骨头的硬化程度。因此他在哥伦比亚大学的实验室里开展各种试验,想要设计出缺少分泌骨钙素基因的小白鼠。他曾经大胆预言:失去骨钙素后,小白鼠全身骨头可能脆弱易断。

但现实情况却并非如此。没有骨钙素基因的小白鼠也能正常完成骨矿化过程,与普通小白鼠没有太大差别。换言之,缺乏骨钙素对小白鼠的骨矿化过程没有产生任何实质影响。事实上,经过基因改造的小白鼠骨头甚至比普通小白鼠还要沉一点。灾难一般的实验结果给了卡尔桑迪当头一棒。

后来,实验室里负责检查小白鼠骨头的博士后发现一个重要的现象:检查无法合成骨钙素的小白鼠时,她要用设备刺穿比正常小白鼠更厚的脂肪组织,然后才能找到小白鼠的骨头。这是一个奇怪的现象,超乎所有人的预期和设想。无法合成骨钙素时,小白鼠用不为人知的方式让自己的骨头一如既往的坚硬。可是,这为什么会导致它们变胖呢?

卡尔桑迪认为,他们可能在对小白鼠进行基因编辑时敲错了基因。如果他们压根没有改变小白鼠体内与骨钙素合成有关的基因,反而是在无意中敲除对脂肪代谢起关键作用的基因。这就能解释为什么经过基因编辑的小白鼠既有正常的骨头,又有更肥硕的身躯。但是经过核查,他们发现自己敲除的就是控制骨钙素合成的基因。

除此之外,还有另外一种可能:在健康的小白鼠体内,存在于骨头和血液之中的骨钙素对骨矿化过程根本不会产生影响。相反,骨钙素先是从骨头进入血液,接着进入脂肪组织,然后以某种方式影响着脂肪组织的代谢。为了发挥意义重大的生物作用,骨钙素通过循环系统从起点(骨头)经过长途跋涉来到远方的终点(脂肪组织)。如此一来,它就符合科学家对“激素”的定义。

很长一段时间里,我们认为骨头不过是体内一副“懒惰的脚手架”而已。随着技术的进步,科学家对骨头的认识渐渐出现改变:骨头是红细胞的形成场所,是身体中钙的动态储藏库,也是不断完成积极分解和再造过程的特殊人体组织。还有人提出更为超前的理念:骨头也是一个内分泌器官(能够分泌激素的器官),在哺乳动物保持身材苗条过程中发挥着关键性作用。但是时至今日,很多人依旧觉得这些理念太难接受。卡尔桑迪说:“科学界用了十年时间才接受这种理念。我也是花了十年时间才理解。”

卡尔桑迪和其他科学家最终确认,骨头分泌的激素对于动物的健康至关重要。很多组织都在器官间的“交流过程”中发挥作用。因为卡尔桑迪等人的努力,骨骼也加入这个日益庞大的家庭。传统观念认为,内分泌系统是与神经系统协同工作的二级命令系统(主要受大脑指挥)。如今,全新的认识取代了传统观念:内分泌系统掌握更多自主权,参与动物体内不同器官之间的交流互动。即便不是全部器官都有话语权,但最少大部分器官能够有机会发出自己的“声音”。我们只是刚刚开始了解一些关于人体控制系统运行逻辑的皮毛——器官既是激素指令的作用目标,又是激素指令的生产车间。话虽如此,但我们清楚这个领域的研究发现有着极其深远的临床意义。

从 19 世纪中期开始,部分生理学家开始提出大胆猜测,认为能够在人体内活动的化学信使是真实存在的。这其中最为著名的人物要属分析身体如何能够一直维持内部环境稳定的法国生理学家克劳德·伯纳德(Claude Bernard)。伯纳德推测“内分泌物”(internal secretions)是维持身体内部环境平衡的关键。此后,科学家越来越确信部分组织——比如肾上腺、甲状腺和性腺——的确能够分泌某种具有生物活性的信使。这很大程度上要归功于人们在临床观察领域取得的进展。

1902 年 1 月 16 日下午,伦敦大学学院(University College London)首次发现激素。欧内斯特·斯塔林(Ernest Starling)和威廉·贝利斯(William Bayliss)不仅仅是科研搭档,更是姻亲连襟。当时,他们正在验证一种颇具争议的理念。伟大的俄国生理学家伊万·巴甫洛夫(Ivan Pavlov,用狗和铃声研究条件反射现象)宣称,在神经系统的控制下,胰腺才能够分泌出碱性消化液(胰液)。斯塔林和贝利斯对此表示怀疑,他们推测导致胰腺分泌碱性消化液的原因是受到小肠(碱性消化液流入的器官)的刺激。具体来说,他们猜测酸性胃内容物进入肠内后引发肠道释放能在血液中运动的信使。信使进入胰腺后,独立刺激胰腺分泌消化液,整个过程与神经系统没有任何关系。

为了验证自己的观点,斯塔林和贝利斯用一条麻醉过的狗进行实验,将狗小肠内一个区域里的神经移除,但确保不会破坏血管的完整。接下来他们用盐酸刺激狗的肠道内部,想要看看此时胰腺能否分泌消化液。发现实验对象的胰腺能够正常分泌消化液后,斯塔林表示:“导致胰腺分泌消化液的生理过程一定属于化学反射。”

还原贝利斯当时所做的展示。图片来自 Wikimedia

斯塔林的研究并没有就此结束。他立即用沙子和更多盐酸将狗的肠道内壁碾碎,然后对沙子、盐酸和肠道内壁组成的混合物进行过滤,并将过滤液注入狗的颈静脉中。没过过久,斯塔林和贝利斯就发现狗的胰腺开始分泌胰液,而且分泌量比以往更大。此时,他们确信自己找到一种能够通过血液循环对距离较远器官起刺激作用的信使。两人将这种化学物质命名为促胰液素(secretin)。

斯塔林和贝利斯的实验解释了动物体内的负反馈循环(negative feedback loop)。在内分泌领域和生理学领域,这个现象的地位越来越重要。经过胃处理的酸性物质让身体释放信使。信使通过血液循环进入胰腺,刺激胰腺分泌碱性消化液来中和小肠内的物质,最后终结信使的释放。这是一个体现通用控制机制的典型范例。当内部系统受到干扰(这是生活常态)时,生物会尽力降低干扰的影响程度。如果血糖太高,胰腺分泌的胰岛素会出面解决问题。在胰岛素的指挥下,多个不同的组织开始一起吸收超量的葡萄糖,降低血糖水平。如果觉得冷,你会找一个缓和的场所避寒,或者身体不断颤抖。避寒是一种行为手段,颤抖是一种生理学手段,两者都能独立达成让你暖和起来的目标。

在剑桥举办的晚宴上,一位研究古希腊语的学者无意中听到斯塔林向同事们解释化学反射的概念。这位学者建议将在人体内四处移动的化学物质叫做“激素”(hormones ),意思是希腊语中的“刺激”、“唤起”。

1905 年,斯塔林在题为《身体功能的化学相关性》(The Chemical Correlation of the Functions of the Body)的系列讲座中首次公开提到“激素”一词。在英国皇家学会举办的克鲁尼安讲座(Croonian Lectures)上,斯塔林谈到了激素的演化。他表示,激素的演化似乎是动物演化史上一个发生很早的重大事件,因为最早的多细胞生物完全依赖扩散的化学信号调节体内平衡。他还说虽然不断演化的神经系统最终让动物能够通过电信号对周围环境快速做出反应,但神经系统并没有完全取代化学信号传递系统。

斯塔林将身体功能的“化学相关性”分为两种。第一种是由外部事件引发的反应,比如面临危险时肾上腺素激增,引导血液流向肌肉。第二种是身体内部的反应,这种反应与外界环境的变化没有任何关联。比如四种主要激素相互作用,循环式地调节女性生殖周期。

发现促胰液素后仅仅两年,斯塔林就在英国皇家学会发表了极具预见性的演讲。他坚信动物体内存在一个巨大的化学信号网络,帮助化学信号在各个器官之间传递,协调不同器官的功能和活动。

在那之后,科学家发现的激素数量不断增加。人们对已知具有内分泌功能腺体提取物的生物学作用进行描述分析,然后逐渐明确发挥作用物质(即激素)的具体信息。上世纪 20 年代和 30 年代期间,科学家先后成功分离出雌激素、孕酮激素、睾丸素等性激素,明确了它们的功能和性质。上世纪 50 年代,科学家又对大脑(脑下垂体、下丘脑)分泌的激素进行研究,掌握了它们与其他分泌激素腺体的相互作用。如此一来,我们就揭示出激素如何在分子水平上影响目标细胞:有的激素短暂影响细胞,有的激素以改变细胞基因表达的方式长期影响细胞。

目标组织概念的提出同样意义重大。人体内有内分泌器官(大部分是腺体组织,主要功能是合成和分泌各种物质),也有激素发挥作用的目标器官。教科书上介绍说内分泌系统由一些腺体和性腺组成。换言之,分泌激素的组织和器官像是分布在体内各个位置的岛屿,而内分泌系统则像是由许多岛屿组成的群岛。

但是,人类已知激素的数量一直在增加。同样,已知能够分泌激素的组织数量也在不断增加。部分激素一直被认为是负责调节血流、肠道吸收和红细胞生成,而它们的“生产车间”居然在肾脏。肝脏也被证实能够合成和分泌激素。促胰液素只是消化系统中大量参与负反馈循环过程化学信号中的一个而已。

上世纪 70 年代,人们对大脑与免疫系统之间双向互动的重要性有了充分认识。90 年代初期,纽约洛克菲勒大学的科学家想要弄清为什么一种著名的实验用小白鼠会病态肥胖。他们发现病因在于小白鼠体内缺少一种激素。这种名为瘦素(leptin)的激素能够有效抑制食欲,合成和分泌的场所是白色脂肪组织。瘦素能让老鼠吃得更少,这引起了科学家的巨大关注。人们希望利用瘦素的生物学特性研发出能在人类身上产生同样效果的药物。然而由于种种原因,药物研发工作的进展并不顺利。

本世纪初,人们加快了对抑制食欲药物的探索步伐。但是,卡尔桑迪却开始关注瘦素的其他功能。他知道瘦素也能控制骨量(单位体积内骨组织的含量——译注),因为科学家此前确认人体内能量的储存和利用与骨头密切相关。与此同时,其他研究人员则在努力证明皮肤也是内分泌器官,并对心脏释放激素的特性有了更全面的了解。

总体来说,科学家们的研究成果让我们明白大部分器官都具有内分泌功能。我们现在知道,不少曾经被认为只是目标组织的人体组织也能分泌激素。如果我们普遍认为某个器官不能分泌重要的激素,合理解释应该是科学家的研究和探索还不够深入。斯塔林在英国皇家学会发表演讲的一个多世纪后,生物界似乎终于要理解他提出“伟大相关性系统”理论的全部内容。

已知具备释放激素能力的人体组织数量众多,这就要求我们重新思考内分泌系统的定义。如果内分泌系统的组成并不局限于大量指导身体各个器官行动的腺体——也就是与神经系统相辅相成的另一套控制系统——那我们究竟应该如何定义内分泌系统?内分泌系统似乎存在于人体各个角落,运行方式也体现出民主的气息:身体各个器官通过内分泌系统向血液中释放分子信号,借此“公告”自己的运行状态,共同调整身体的运行模式。

科学发现也支持这种观点:一种由骨头合成和释放的特殊分子很快被认定为激素。这个名为 FGF-23 的分子最初发现于导致骨质脆弱、受损的恶性肿瘤之中,它能够保证可用磷酸盐的数量与骨骼需要磷酸盐的数量相匹配,从而证明骨头也能分泌激素。但卡尔桑迪并不认为这就证明骨头也是很重要的内分泌器官。他说:“FGF23 与骨健康有着密切联系。”在他看来,FGF23 与促胰液素很类似:都是在独立循环中发挥作用的激素,目标是确保单一器官更好地运转。

卡尔桑迪博士。图片来自哥伦比亚大学

2007 年,卡尔桑迪在骨钙素的帮助下提出了更加宏大的猜想:要想对缺少骨钙素小白鼠更加肥胖这一现象做出合理解释,骨头就必须扮演内分泌器官的角色,发挥调节其他器官和组织生理机能的作用。研究人员已经证明脂肪可以合成控制食欲的激素,因此能够影响身体处理能量的方式。现在骨头也正式加入维持身体能量平衡的器官网络,与其他器官协同合作。

此后,卡尔桑迪研究团队在 2011 年发表的论文《骨骼对男性生育能力调节》(Endocrine Regulation of Male Fertility by the Skeleton)中扩大了动物体内互动网络的规模。他们发现,缺少骨钙素小白鼠的繁殖能力弱于正常小白鼠,因此证明骨钙素在调节睾丸素合成的过程中也发挥一定作用。

FGF-23 与骨钙素的研究表明,骨头与调节骨头生理机能的其他器官也有交流互动。脂肪组织和各种腺体释放的激素影响骨头的生理机能。突然之间,科学家就发现这些器官和组织不是在单方面指挥骨头正常运作,而是与骨头开展了一场平等的对话。卡尔桑迪预测称,平等互动将成为适用于内分泌学各个领域的通用原理。他说:“器官之间不存在单向指挥,有的永远都是双向互动。”

然而,故事讲到这里还没有结束。被敲除影响骨钙素合成基因的小白鼠身上还存在另外一个值得探究的特点:它们的行为与众不同。卡尔桑迪团队的研究人员多次报告称,经过基因编辑的小白鼠要么昏昏沉沉,要么异常安静。是时候从科学角度对此进行分析了。

经过一系列细致的实验,卡尔桑迪的博士后弗兰克·奥利(Franck Oury)和其他团队成员发现动物大脑中存在一种独特的骨钙素受体。通过对神经受体的作用和影响,骨钙素调节大脑功能。缺少骨钙素的小白鼠记忆力惊人,呈现出明显的焦虑状态,各种神经递质水平都受到严重影响。

早期的科研成果为研究骨骼、代谢和生殖组织之间的相互依赖关系提供大致框架。三者之间的合作模式非常简单直观:身体要对能量进行适当分配,确保骨骼健康和交配的顺利进行。但是骨骼具有调节神经功能,这意味着探讨上述问题时也要将大脑纳入考虑范围。卡尔桑迪说:“身体让激素和器官控制记忆、运动和繁殖功能。我们必须试着理解这种演化的逻辑。我们目前正在朝着这个方向努力。”

新的证据不断出现。FGF-23 可以调控磷酸盐,但 2018 年 11 月发表的一篇论文对这种骨激素的其他作用开展分析。同月,另外一篇论文阐述了促胰液素的新功能:除了对胰腺起作用外,促胰液素还能在饭后刺激棕色脂肪组织。被激活的棕色脂肪组织产生热量,导致体温升高,从而抑制进食欲望。

哈佛大学医学院的遗传学家诺伯特·佩里蒙(Norbert Perrimon)对果蝇进行研究。此前,他研发出的多种遗传基因工具让果蝇成为极其适合生物学研究的对象。但是他最近开始探究果蝇的组织如何感知各种各样体内环境,以及果蝇组织对外释放出何种信号。用他和研究生伊利亚·朱吉南(Ilia Droujinine)在 2013 年创造出来的术语来说,佩里蒙目前正在研究果蝇的器官间交流网络(interorgan communication network,简称 ICN)。相比于“内分泌学”这个旧术语而言,器官间交流网络描绘出了科学的进步和发展。佩里蒙说:“在我看来,一旦你触碰到一个器官,它立即就会引发其他器官对此做出反应。”

佩里蒙领导的实验室此前在研究中分析过一种名为肌细胞因子(myokine)的物质。肌肉负责分泌肌细胞因子,借此调控身体发育和能量分配。他的团队对肌细胞因子以及衰老非常感兴趣。通过基因编辑手段,团队成员法比奥·德蒙蒂斯(Fabio Demontis)选择性地减缓了部分果蝇的肌肉衰老过程。接着他开始观察果蝇的全身状态,想要看看其他组织是否也出现衰老减缓。实践表明,果蝇其他组织的衰老速度的确变慢了。这个结果表明,果蝇的整体衰老过程由肌肉通过血淋巴(相当于果蝇的血液)释放出来的各种因子控制。

果蝇。图片来自哈佛大学

衰老实验更重要的意义在于,它证明果蝇的肌肉很早就容易出现磨损——哺乳动物可能也存在这种倾向——而导致这个现象的原因是果蝇在生活中持续不断地收缩和放松肌肉。健康肌肉释放的肌细胞因子减少时,果蝇就开始衰老。2010 年发表研究成果之后,德蒙蒂斯继续在肌细胞因子领域深耕。他研究肌细胞因子究竟参与哪些生命活动,分析是否可以利用肌细胞因子减缓人类随年龄增长而出现的衰老。事实上,近些年来人们对循环因子改变是导致衰老关键因素的科学理论兴趣大增。这很大程度要归功于科学实验的发现。实验表明,年轻小白鼠的血液能使老年小白鼠的很多组织恢复活力,其中就包括大脑组织。卡尔桑迪研究团队的研究表明,补充骨钙素对返老还童过程起着决定性的作用。

佩里蒙的团队最初想要揭示一个组织分泌的激素因子能对其他组织产生什么影响。肌细胞因子研究项目就是他们努力的缩影。但是现在,佩里蒙想要更加系统地定义器官间交流网络。为了实现这个目标,整个团队开始了一场简单而不失精致的筛查。他们每次向一个器官细胞的基因注入一种酶。如此一来,该器官分泌的所有蛋白质(即激素——译注)就被标记出来。之所以选择这种广泛使用的标签酶,原因在于它会且仅会与另一个蛋白质分子结合在一起。研究人员对果蝇的全部器官进行逐个筛查,最终掌握了所有由一个器官释放而最终进入另一个器官发挥作用的蛋白质。

哺乳动物的肌肉和脂肪能够释放成百上千种不同的激素。在这一点上,果蝇与哺乳动物非常相似。佩里蒙团队通过筛查在果蝇体内识别出数量相当可观的激素,其中大量激素此前不为人知。目前,佩里蒙主要研究果蝇体内存在而哺乳动物体内不存在的激素。

他表示:“通过后续跟进分析工作,我们才能弄清激素究竟发挥着怎样有趣的作用。虽然这会花费大量时间,但我相信我们很快就会有非常多的新发现。”

如果科学家能通过实验证明自己发现的新激素具有意义重大的生理功能,科学界就会对这种新激素关注有加。2016 年,佩里蒙和德蒙蒂斯在一份研究报告中用图表的形式阐述他们计划如何研究果蝇的器官间交流网络。根据安排,他们会以最近科学界在哺乳动物激素领域取得的最新进展作为切入点,研究骨骼肌、胰腺、大脑、骨头、肠道、睾丸、心脏、肾脏、脂肪组织和肝脏分泌的激素。然后他们将所有的组织和器官逐个配对,研究彼此之间的全新激素互动模式。经过一段时间的努力,佩里蒙团队发现果蝇不同组织和器官之间的激素互动关系极其混乱复杂。

在当今的生物学领域之中,传统的独立负反馈循环(每个独立负反馈循环都单独控制一个生理变量)概念依旧有着重要的地位。但是现在人们知道动物体内存在大量负反馈循环,而且所有的负反馈循环之间彼此相关,存在功能交叉。

如今,佩里蒙想要更好地理解果蝇体内的激素网络。“我们正在研究脂肪对肠道的影响,肠道对肌肉的影响,肌肉对脂肪的影响,以及肌肉对肠道的影响。”说到这,他笑了起来:“局面越来越复杂,我们也是一头雾水。”

为什么大部分(其实很有可能是全部)组织都能分泌激素呢?佩里蒙和德蒙蒂斯的想法和斯塔林很早之前提出的理论不谋而合:动物组织具备分泌激素功能的重要意义可能与早期多细胞生命的出现不相上下。随着时间发展,生物体变得越来越复杂,不同类型的细胞也演化出各自的特殊功能。此时,生物体需要协调整合各个细胞所负责的不同功能。一个演化后期的例子就是最好的证明:要想在肌肉的驱动下实现运动功能,生物体就需要脂肪细胞提供营养。神经系统可以向不同的组织发出指令信号。虽然这让不同组织、器官间的化学交流显得有些多余,但我们知道激素联系始终存在。而且,不承担主要功能的组织也能够自主决定是否对外释放激素。随着具备特殊功能细胞群的演化,每个组织都能通过循环系统对外公告自己的运行状态,借此调整其他器官的功能。从整体角度来看,生物体因此受益良多。正如卡尔桑迪所说:“在我们体内,没有任何一个器官是一座孤岛。”

图片来自 Pxhere

卡尔桑迪提出,在从水生动物向陆生动物转化的过程中,脊椎动物经历过一个关键性的事件。距今 3900 万年至 3600 万年之前,硬骨鱼渐渐脱离水体,开始来到陆地生活。它们失去了水中浮力的帮助,而且要应对重力的挑战。为了能在陆地上自由移动,它们的骨骼必须更加结实强健,而骨骼的强化需要消耗更多能量。陆生动物无法自由地与水生环境交换钙和磷酸盐,它们要想办法通过进食获取所需矿物质,并对其进行合理的储存和调控。此时,骨头解决了这个难题:它成为陆生动物体内钙的动态储藏库。

曾经与卡尔桑迪有过几次合作的道格拉斯·迪吉罗拉莫(Douglas DiGirolamo)认为,骨头不可能独立演化出新的功能。相反,矿化之后的骨骼要接受其他激素的指挥,也要对外释放自己分泌的激素。唯有如此,骨骼才能正式融入内分泌循环。骨骼的加入让内分泌循环更具多样性和复杂性,也为自己在动物生理机能领域开辟了新的发展空间。

另一个值得一提的器官是胎盘。一旦获得来自母亲身体的供血,胎盘就会分泌大量激素。这些激素能够重塑母亲的生理机能,确保胎儿的需求得到满足。我们可以将母亲和胎儿看成一个完整的激素交互网络,而不是两个相互连接却又独立的激素交互网络。

胎盘中含有胎儿父亲的基因,因此胎盘会尝试操纵母亲的生理机能,让胎儿从中获益。但是,这种操纵手段在佩里蒙广泛研究的另一个生理系统中扮演着更为黑暗的角色:研究人员让果蝇患上一种肠道肿瘤后,该肿瘤似乎成功通过一系列激素改变果蝇的身体状态,创造出有利于自身生长的环境。肿瘤细胞释放出的糖让其他组织日渐颓废,从而确保自己可以吸收更多营养。佩里蒙希望利用这种肠道肿瘤构建模型,为资料癌症患者肌肉萎缩问题提供全新而有帮助的解读视角。

重新认识内分泌系统后,新的观点和发现能帮我们改进治疗癌症和代谢性疾病的医疗方案。卡尔桑迪说:“如果每次都只关注一个器官,我们可能就看不到发挥至关重要功能的器官间互动。如果器官间的互动有着重大生理意义,那么它必然也有重大的医学意义。我们要打破器官和组织之间的界限,将它们视为一个互相联系的整体。”

但是从学术角度来看,器官间交流网络的复杂性才是令佩里蒙一筹莫展的根源所在。他表示,现阶段最令人困惑的问题是某些激素身兼多职,能够发挥不同(甚至相反)作用。释放激素的环境和组织决定了激素究竟扮演什么样的角色。比如说同样是激素 Z,肌肉组织释放的激素 Z 和脂肪组织释放的激素 Z 能对大脑产生截然不同的影响。这也许是因为两者都不是“孤军奋战”。肌肉组织释放的激素 Z 和脂肪组织释放的激素 Z 处于不同的生理环境之中,所以伴随其一起抵达大脑的其他激素也有区别。环境因素和激素 Z 共同发挥作用,决定大脑在收到信号后如何做出反应。当然还有另外一种解释:来自不同组织的激素 Z 抵达大脑时,大脑所处的状态也不一样。无论激素来自何方——脂肪组织、肌肉组织、肠道细胞或者免疫细胞——这个难题都始终存在。

如果器官间交流网络(或者说内分泌系统)是一个对动物健康有益的指令系统,我们就必须掌握它所分泌激素的工作逻辑。神经系统工作时,神经细胞会与自己的目标细胞产生物理接触。但内分泌系统与神经系统不同。从解剖学角度来看,内分泌系统没有任何特殊性:细胞只是向循环系统之中分泌激素,而激素则在身体之中随意游荡。在某个特定时间点上,血液中的激素就能反映出身体中各个组织的运行状态。内分泌系统有着令人难以想象的复杂性,所以佩里蒙担心现在的实验无法看清激素交互网络的全貌。比如说,科学家只关注自己感兴趣的激素,只研究某个激素各项功能中自己感兴趣的部分。如果身体的多个生理系统都能相互影响,我们就应该将它们全部纳入研究范围。

面对目前的研究成果,佩里蒙评价说:“研究项目都很优秀,向世人展示了部分激素的作用。但是,我们只是找到了巨大拼图中的一小块碎片而已。内分泌系统这张巨大的拼图复杂异常,我们现在根本无法理解它的复杂程度。”


翻译:糖醋冰红茶

题图来自 Wikimedia;长题图来自 Pxhere

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