生活中我们会发现这样一些现象:每逢高考,总有很多孩子突然拉肚子而影响发挥;马上要上台演讲,突然胃痛;患有胃肠疾病的朋友,时间一长就容易出现焦虑、抑郁这些精神问题……
基于此现象,经过多年研究,科学家们提出“脑-肠轴”及“脑-肠互动”的概念,人实际上有两个大脑——一个是我们熟悉的脑袋,另一个是在人的肚子里,叫“肠脑”。脑肠轴就是说两个大脑可以打电话交流,它们之间的交流叫脑肠互动。
在生理条件下,该轴负责调节消化过程、免疫功能以及对内脏刺激的感知和情绪反应。肠-脑轴的失调涉及多种疾病,包括焦虑症、抑郁症、肝脏疾病、肠道炎症、胃肠运动障碍、慢性腹痛综合征、帕金森、老年痴呆症等多种疾病。
德国最新研究发现,用抗生素杀伤肠道菌群会影响大脑海马体的神经功能,并揭示了Ly6Chi白细胞在参与大脑、免疫系统与肠道通讯中发挥至关重要作用。
第二大脑
“第二大脑”实际上也就是肠道内的神经系统,由分散在食管、胃、小肠、结肠组织上的神经元、神经传感器和蛋白质组成。
与大脑的工作原理一样,它们之间快速传递信息,独立地感知、接收信号,并做出相关的反应,使人产生“愉悦”和“不适”的感觉,但它不能像真正意义上的大脑那样具有思维功能。
第二大脑的主要功能是监控胃部活动及消化过程,观察食物特点、调节消化速度、加快或者放慢消化液分泌。
十分有意思的是,像大脑一样,人体第二大脑也需要休息、沉浸于梦境。第二大脑在做梦时肠道会出现一些波动现象,如肌肉收缩。在精神紧张情况下,第二大脑会像大脑一样分泌出专门的激素分子,比如过量的血清素。
其实早在《黄帝内经》和《伤寒论》中就有关于脑肠相关的论述。比如《素问热论篇》:“二日阳明受之,阳明主肉,其脉挟鼻络于目,故身热,目疼而鼻干,不得卧也”,说明阳明胃经受邪导致失眠。
《伤寒论》云:“阳明病多汗,津液出,胃中燥,大便必硬,硬则谵语”,论述胃肠系统疾病会导致神志的异常。中医肝气犯胃,出现腹痛、腹胀等消化不良症状更加说明脑肠相关性。
脑肠轴概念的逐步确立
18年WilliamBeaumonut在对瘘管病人的观察中提出,“凡是压抑或干扰神经系统的情绪都可引起胃分泌的抑制和明显延缓胃的消化和排空”。随后又发现P物质、神经降压肽、脑咖肽也存在于肠道中,而一些胃肠激素活性肽也存在于脑内,如胆囊收缩素、蛙皮素等。
对于肽类分泌细胞而言,胃肠道和大脑有着共同的起源——神经外胚层,这些胃肠与脑内双重分布的肽类被称为脑肠肽。
年首次提出肠神经系统概念,在英国剑桥皇后学院举行的大脑-肠道互动研讨会进行了脑-肠相互作用的神经解剖学、功能和病理生理方面的研究。随后,建立神经胃肠病学,脑肠轴的概念才被确立。
脑肠轴的调节机制
目前认为神经系统对胃肠道调控是在三个层次的相互作用下实现的,即中枢神经系统、自主神经、肠神经系统。此外,下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴在介导应激对胃肠道作用及胃肠道炎症中起到重要作用。
1.肠神经系统(ENS)及其对胃肠道的调控
肠神经系统可分为肌间神经丛与黏膜下神经丛;也分为感觉神经元、中间神经、运动神经元。ENS具有独立性,不需要中枢神经系统的支配,也能调节胃肠功能,也被称为“胃肠微脑”。
ENS对胃肠的调控包括:胃肠运动与分泌、肠道的血流量、肠道上皮的物质转运以及胃肠免疫反应和炎症过程的调节。
研究证实,ENS与肠道黏膜功能的调节有关:包括黏膜通透性,黏膜细胞的增殖和构建等,并构成肠道屏障。ENS也可通过投射神经元把胃肠感觉传递给中枢神经系统和交感神经节。
2.自主神经(ANS)及其对胃肠道的调控
自主神经可由交感神经和副交感神经两条途径完成对胃肠运动的调节。
对消化道的作用:交感神经主要起抑制作用,副交感神经主要起兴奋作用,但研究也发现迷走神经兴奋则抑制胃肠道运动。
交感及副交感传出神经介导躯体感觉对胃肠道的反应,两条传出神经通路靶向目标是肠神经节。也有研究认为:迷走、内脏和骶神经干是脑和肠之间主要的交通通路。
.中枢神经系统对胃肠道的调控
中枢神经系统对胃肠道的调节,主要是内、外刺激经中枢神经整合后,经神经或神经内分泌系统下传至肠道神经丛或直接作用于胃肠细胞。
脑边缘系统也参与胃肠调节,情绪心理的应激对胃肠运动的作用是由情绪应激系统(皮层结构-边缘系统-蓝斑核-迷走背核-自主神经-ENS)介导的。
4.下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴及其对胃肠道的调节
HPA轴对胃肠道调节主要体现在应激及炎症。
慢性应激会导致肾上腺皮质酮升高,促进胃酸分泌而减少胃黏液分泌,造成胃肠道小血管痉挛,使胃黏膜坏死;HPA轴的亢进会使机体对外源性应激的易感性增加。
在肠道炎症中,HPA轴与免疫系统之间的平衡决定了HPA轴促炎还是抗炎。此外,下丘脑-自主神经系统轴(HANS轴)也在脑-肠双向环路对胃肠功能进行整体调节。
脑肠肽
脑肠肽作为脑肠轴中重要的因子,在脑肠轴各个环节中,起着重要的调控功能作用。胃肠系统、中枢神经系统的脑肠肽通过内分泌、神经分泌、旁分泌的作用,调控着胃肠运动、感觉、分泌、吸收等复杂功能。
常见的有:神经肽Y、胆囊收缩素、瘦素、多巴胺、γ-氨基丁酸(GABA)、5-羟色胺以及谷氨酸等。
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