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“你为什么想要吃饭？”“因为我肚子饿了。”3岁小孩都会回答。那么，我们为什么会有饥或饱的感觉呢？为什么肚子(胃)空了就感到饿，满了就觉得饱呢？显然，是因为我们体内有一个调节饥饱的机制，而控制感觉的中心，一定是位于中枢神经系统之中。
生物学家很早就已经知道，在大脑腹面、丘脑的下方，有一块很小的区域—下丘脑，它控制着很多生理机能，包括体温、睡眠、内分泌、情绪反应、生殖、新陈代谢等等，也包括控制摄食。具有类似功能的脑细胞聚集在一起，称为神经核。下丘脑有许多种神经核，哪一些是和控制摄食有关的呢？
是什么让老鼠饿死或撑死
我们可以用动物做两类相反的实验：刺激某团神经核或破坏某团神经核，看动物各有什么反应。比如在下丘脑中，有一团神经核叫腹内侧核(这是根据其方位命名的)，如果我们用微弱电流刺激老鼠的腹内侧核，老鼠就停止摄食，即使肚子空空，也不感到饥饿。但是，如果我们加大电流，用电击摧毁了老鼠的腹内侧核，老鼠就会一直处于饥饿之中，不停地吃饭，把自己吃成了一个大胖子，甚至胖得无法转身。这就证明了下丘脑的腹内侧核控制着动物的摄食，而且是一个饱足中心，能告诉动物什么时候吃饱了。
在下丘脑中，另有一团叫做前庭下丘脑核的神经核对摄食起相反的作用，它是进食中心：如果刺激它，老鼠就开始摄食；如果把它摧毁，老鼠就开始绝食，直到饿死。有些人可能会想，如果我们把腹内侧核和前庭下丘脑核都破坏掉，会怎么样呢？实验结果表明，动过这种手术的老鼠也是绝食而亡。因此，腹内侧核起到的是抑制前庭下丘脑核的作用，如果前庭下丘脑核已经不存在，那么有没有腹内侧核也不会产生什么不同了。
前庭下丘脑核刺激动物摄食，而腹内侧核又对前庭下丘脑核起抑制作用，这就是中枢神经调控动物摄食的基本机制。但是实际的情形要比这复杂得多。还有其他神经核也参与了这个过程，而且这些神经核并非专门用于控制摄食，它们还同时控制着其他生理过程。例如破坏掉老鼠的腹内侧核，不仅刺激其摄食，也影响了其性行为和其他行为(例如老鼠变得特别凶狠)。脑中的神经核用无数神经纤维联系在一起，组成了一个无比复杂的通讯网络，影响某个神经核的信号也会被传递到其他神经核，要清楚地分辨各个神经核的特定作用是非常困难的。想想看，人脑有上千亿个神经元，每个神经元又与数万个其他神经元相连，这是一个多么复杂的系统，想要直接搞清楚其细节，是一个不可能完成的使命。
发现肥胖基因
但是我们可以通过其他的办法，例如遗传学和生物化学的办法，来了解神经生理活动的一些细节。遗传学让我们能够发现和研究某种基因突变的后果，而生物化学让我们能够在分子水平上研究生理机制。1950年，人们发现有一个品系的小鼠食欲过盛，变得非常肥胖，其体重能达到一般小鼠的两倍以上。经研究认为，这是由于该鼠种某一个基因发生了突变引起的，但当时对这个基因在哪里、具体有什么功能，没有人清楚，只是简单地把它命名为“ob基因”(ob是英文obese的缩写，意为肥胖)，这个品系的小鼠被称为ob小鼠。后来又发现其他基因突变也能使小鼠食欲过盛，于是分别用不同的名称来为这些基因命名，其中比较重要的是1966年发现的db基因品系(db是英文diabetes的缩写，意为糖尿病)。
那么，究竟是什么因子使得这些突变小鼠食欲过盛呢？很容易想到的一个实验思路是，看看这些小鼠的下丘脑有什么化学分子过量。人们发现，胖小鼠的下丘脑中含有过量的神经肽Y。这种神经肽有许多生理功能，不过我们在这里关心的是它是否会影响摄食。结果的确如此，如果把神经肽Y注射到正常小鼠的脑中，它们就会食欲过盛，变得肥胖。看来小鼠肥胖的原因就是因为神经肽Y过量，那么，我们是否已经破解这个肥胖之谜了？事情并没有那么简单。
在上个世纪60年代后期和70年代早期，美国生物学家道格拉斯·科尔曼(Douglas Coleman)用ob和db这两个品系的胖小鼠做了一个连体实验：把两种不同的小鼠的血管连接在一起，创造出了两只共用血液循环的连体小鼠，这样，在某只小鼠血液中的物质，就会进入另一只小鼠的体内并产生影响。他的实验结果是这样的：
1.把两只正常小鼠连体：让其中一只过度摄食，结果导致另一只胃口不佳，体重减轻；
2.把ob胖小鼠和正常小鼠连体：ob胖小鼠体重减轻；
3.把db胖小鼠和正常小鼠连体：正常小鼠停止摄食，体重减轻；
4.把ob胖小鼠和db胖小鼠连体：ob胖小鼠停止摄食，体重减轻，而db胖小鼠不受影响。
从第一个实验我们可以推测，一旦正常小鼠吃饱了，血液中就会有一种饱足因子，抑制食欲。从第二个实验我们可以推测，ob胖小鼠体内缺少这种饱足因子，因此摄食没有节制，一旦从正常小鼠血液中获得饱足因子，摄食就变得比较正常，体重也减轻了。从第三个实验我们可以知道，db胖小鼠体内分泌过量的饱足因子，因此抑制了正常小鼠的摄食。第四个实验也表明db胖小鼠分泌过量的饱足因子，抑制了ob胖小鼠的摄食。
把这些实验综合起来看，我们可以知道，ob胖小鼠食欲过盛的原因，是因为体内缺少一种饱足因子，也就是说生产饱足因子的基因(也就是ob基因)发生了突变，失灵了。而db胖小鼠食欲过盛却另有原因，它并不缺饱足因子(也就是说它的饱足因子基因是正常的)，但是饱足因子对它不起作用，我们可以推测，这是由于本应该和饱足因子相结合的一种受体有缺陷，没法与饱足因子结合，使得饱足因子不起作用，在体内累积下来—db胖小鼠的饱足因子受体的基因(也就是db基因)发生了突变。
食欲表现为分子过程
那么，这种饱足因子究竟是什么呢？如果我们能够把ob基因分离并克隆出来，就可以知道了。1986年，另一位美国生物学家杰弗里·弗里德曼(Jeffrey Friedman)开始着手克隆这个基因。他的实验耗时8年，到1994年才把这个基因克隆出来。这个基因能编码一种激素，弗里德曼将之命名为瘦素(leptin，源自希腊语leptos，意思是“瘦”)，这就是ob胖小鼠缺乏而db胖小鼠过量分泌的那种饱足因子。如果每天都给ob胖小鼠注射瘦素，ob胖小鼠在几天后摄食次数就急剧下降，而且能量消耗增加，两周后体重减轻了30%。相反地，瘦素对db胖小鼠不起作用。1996年，db基因也被克隆出来，像预测的那样，它的确编码瘦素受体。
人体也有瘦素，它是由脂肪细胞制造、分泌的。如果我们吸收的食物过多，就转化成脂肪储存在脂肪细胞中，使脂肪细胞变大。肥胖主要是由于脂肪细胞储存了脂肪之后变大引起的，而不是脂肪细胞数目增多，实际上，我们在儿童时代，脂肪细胞的数目就基本不变了。随着脂肪细胞变大，它开始分泌更多的瘦素，沿着血液循环抵达下丘脑，抑制神经肽Y的合成，也就抑制了食欲。相反地，如果人开始节食，脂肪细胞缩小，瘦素的分泌变少，下丘脑中神经肽增多，也就刺激了胃口。瘦素还有其他的生理功能，例如会影响性成熟。
研究清楚我们为什么想要吃饭的机制，不仅有重大的科学意义，而且还有巨大的实用价值。在发达国家，肥胖是个重大的社会问题，比如在美国，大约有1/3的人口有不同程度的肥胖，而全世界肥胖者据估计有3亿人之多。肥胖不仅影响体形美观，而且有害健康，容易患心血管疾病、糖尿病等多种疾病。因此，瘦素的发现引起了全社会的关注。人们马上想到的是，能不能用它作为减肥药？1995年，瘦素才发现不久，加州一家生物技术公司就用2000万美元买下了瘦素基因的专利，第二年开始进行人体临床试验。第一期临床试验的结果表明，注射瘦素似乎能使某些人的体重有所减轻，于是进入了更大规模的第二期临床试验，但是结果很不理想，它的减肥效果并不比安慰剂强。2002年，临床试验被终止。人们想要找到一种减肥妙药的梦想再次破灭了。
这是为什么呢？一个原因是，只有极少数的肥胖者是由于缺乏瘦素引起的(目前全世界只发现几个病例)，对这些人来说，注射瘦素有非常显著的效果。但是，绝大多数肥胖者体内并不缺少瘦素，恰恰相反，他们的体内有过量的瘦素。他们食欲过盛的原因，并不是由于缺乏瘦素，而是由于对瘦素不敏感，这可能有许多因素，例如，瘦素进不了下丘脑，或者像db胖小鼠那样，瘦素受体有缺陷。
我们现在知道，除了瘦素和神经肽Y，还有许多其他的分子(例如促肾上腺皮质激素释放激素、胆囊收缩素)参与控制摄食。控制摄食的分子机制实际上比我们上面所描述的要复杂得多，而我们才刚刚开始有了一点了解。不过，现在多数研究者都同意，一个人的“正常”体重基本上是由遗传决定的。瘦素、神经肽Y和其他分子之间的相互作用，为一个人的体重和食欲确立了一个调定点，大致决定了一个人是胖是瘦，是胃口不佳还是食欲旺盛。肥胖是因为这个调定点较高。在人类进化史上，在食物缺乏的恶劣环境中，有一个较高的调定点实际上有生存优势，能够尽可能多地摄食储存脂肪防备饥荒。只不过在富裕的社会，优势变成了累赘而已。肥胖，是进化的遗产。
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