27. 光是一切生命产生的源动力,也是生命体最重要的感知觉输入。调查显示,夜间过多光源暴露显著增加肥胖和糖尿病等代谢疾病风险。已知哺乳动物感光主要依赖视网膜上感光神经节细胞(ipRGC),ipRGC对下丘脑发出密集的神经纤维。视网膜上的感光细胞在蓝光刺激下可作用于小鼠脑中的相关神经通路,使得空腹小鼠在食用葡萄糖后的血糖浓度上升幅度高于红光刺激的小鼠;此外,该神经通路也与脂肪细胞的代谢有关,如图1所示(“+”表示促进)。进一步检测发现,蓝光照射后不会影响小鼠体内与血糖平衡有关的激素含量以及营养物质的变化,但会减弱棕色脂肪组织的产热。回答下列问题:
(1)为研究光调节葡萄糖代谢与下丘脑的SCN区还是SON区有关,进行了以下实验:分别对两组小鼠进行以下处理:①损毁感光正常小鼠下丘脑的SCN区,②损毁感光正常小鼠下丘脑的SON区,在黑暗和光照条件下分别进行葡萄糖代谢能力检测,结果如图2所示(AUC为血糖含量曲线与横坐标时间轴围成的面积)。
上述实验表明光调节葡萄糖代谢与下丘脑的
______区有关。当ipRGC感受光刺激一段时间后,可检测到PVN区域的神经元兴奋,此时该区域的神经纤维上的膜电位表现为
______。兴奋在突触部位只能单向传递的原因是
______。
(2)夜间“光暴露”引发血糖上升水平程度高于对照小鼠,其原因是支配脂肪组织的交感神经受到
______(填“促进”或“抑制”),棕色脂肪细胞对葡萄糖的摄取量
______(填“升高”或“降低”)。交感神经与和副交感神经对同一器官的作用通常是相反的,其意义是
______。
(3)冷暖色一直被定义为心理上的冷热感受。研究者认为,上述通路与“蓝光让人感觉到凉爽,而红光则无此效应”有关。结合图中信息,尝试说明造成这一现象的可能机制:
______。
(4)为验证“光暴露”通过交感神经调节棕色脂肪组织的产热过程,某实验小组用若干只生理状态相似的健康(空腹)小鼠进行实验,将上述小鼠随机均分为甲、乙、丙三组;对甲组小鼠给予正常光照条件,乙、丙两组小鼠进行相应处理;将三组小鼠置于其他条件相同且适宜的环境下培养一段时间后,检测并比较三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量,发现丙组产热量最少。乙、丙两组小鼠进行的处理分别是
______。(填标号)。
①进行“光暴露”处理②切断支配棕色脂肪组织的交感神经并进行给与正常光照处理③进行正常光照处理④切断支配棕色脂肪组织的交感神经并进行“光暴露”处理