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趣味科普丨人类第二大脑:也许你已经忽略它很久了

 板桥胡同37号 2020-06-14
 看点   相信看过第49期《少年时:人体再认识》一书的读者朋友们,对“人类第二大脑”一词肯定不陌生。对!肠神经系统素有“第二大脑”之称。但你知道吗?早在微生物被发现之前,一些哲学家和医生就认为,大脑和肠道是塑造人类行为的伙伴。这是怎么回事儿?一起来看看今天的文章吧~

目前很多研究都显示,肠神经系统和大脑之间存在许多有趣的联系,这为神经和精神疾病的治疗敞开了一扇大门。

神经和精神疾病都与它有关?

生活在我们体内的微生物数量众多,甚至超过了我们身体自身的细胞。肠道微生物群的重量约为2公斤,包含了多达2000万个基因,比1.4公斤的人脑还重。这些微生物在你察觉不到的时候可能已经对你的身体产生了与大脑同样重要的影响。

这些微生物存活在有着“第二大脑”之称的肠神经系统

肠道神经系统和大脑之间存在着一些有趣的联系。在数千年前,古希腊人就发现,当消化道产生过多的“黑色胆汁”时,人就会出现精神障碍;早在微生物被发现之前,一些哲学家和医生就认为大脑和肠道是塑造人类行为的伙伴。

现代医学则发现了更多联系点,例如,许多肠易激综合征患者同时患有抑郁症,自闭症患者往往有消化问题,帕金森氏症患者容易便秘。

一项动物实验发现,将精神分裂症患者的肠道菌群移植到正常小鼠体内,会诱导后者出现精神分裂的相关行为。

这都是因为:人体“两个大脑”之间有着紧密的联系。科学家用“肠脑轴”这个概念把两者联系在一起。

 

“肠脑轴”——情绪调节

“肠脑轴”体现的一个层面是情绪调节。在高级的精神活动中,肠神经系统也不甘寂寞,参与调节情绪和感情。我们常用的“强咽苦水”“肝肠寸断”“牵肠挂肚”“令人作呕”“满腹狐疑”这些词语,也暗合了肠神经系统对情绪的影响。

肠神经系统内有与中枢神经系统相同的神经递质,如多巴胺血清素都是与人的情绪相关的信号分子。

多巴胺能够传递兴奋及开心的信息,血清素更是能够给人带来好的感觉——改善睡眠,减少急躁情绪,带来愉悦感和幸福感。更有意思的是,人体内50%的多巴胺和90%以上的血清素都存在于肠道中。

一些特定的肠道微生物可以自己生产血清素,其代谢产物也会促进肠道上皮细胞分泌血清素一—这是肠道中有大量血清素的原因。

因此,目前科学家提到的“肠脑轴”也将肠道微生物包含在内了。众多的科学家也正在积极研究抑郁症、自闭症等情神疾病与肠道和肠道微生物的关系。

 

“肠脑轴”——中枢神经系统疾病

“肠脑轴”体现的另一个层面是在中枢神经系统疾病上,肠道不仅仅影响我们的情绪和精神健康,更要命的是一—真正意义上的“要命”,它还与一些中枢神经系统的疾病有关系,如帕金森综合征和阿尔茨海默病。

帕金森综合征患者大脑中造成细胞损失的蛋白质团块“莱维小体”(Lewy bodies)和阿尔茨海默病患者大脑里的特征淀粉样斑块,同样也出现在肠道神经元中。

自闭症患者也容易患上肠胃病。而引起这类肠胃病的,正是那些影响大脑神经元的基因突变。

随着科学家对“肠道微生物一肠一脑轴”的研究深入,解决这些疾病的契机很可能就在我们的“第二大脑”里。

一些研究人员也将目光聚焦于母亲妊娠期间的炎症对儿童造成的影响。

2010年,一项针对1980年至2005年在丹麦出生的所有儿童的研究发现,母亲在妊娠头三个月如果出现感染,所产胎儿的自闭症风险将是常人的三倍;同时,妊娠中期的感染也将导致胎儿1.42倍的自闭症风险。

早前,科学家在动物研究中也发现了相似的结果,此后这种影响的机制得到了更进一步的阐明。

2016年刊登在Science的一篇论文中,来自美国麻省大学医学院(University of Massachusetts Medical School)等机构的研究人员对小鼠进行研究发现:重度炎症发生过程中,母亲机体中的免疫细胞就会激活,产生一种免疫效应分子 IL-17,从而干扰胎儿大脑发育。

研究者在感染母亲的后代机体中发现了其行为异常的表现,包括社交能力、重复性行为的缺失等。然而,研究者并不清楚在小鼠中进行的研究有多少可以转化到人类研究中。

有研究者认为,自闭症的发病机制与胎儿在发育中的大脑中由母体免疫激活所触发的神经炎症有关;神经炎症本身是受母体免疫激活、肠道微生物组和 n-3 多不饱和脂肪酸(n-3 PUFAs)缺乏等环境因素影响的过程,这些因素之间的串扰使情况变得十分复杂。

例如,n-3 多不饱和脂肪酸的摄入不足,不可避免地会影响肠道微生物的组成以及母体免疫激活反应,可能会增强促炎反应,导致自闭症的风险增加。

 

“肠一脑”之间是如何相互作用的?

按照通常的理论,正常情况下,肠道产生的血清素是不能通过血脑屏障到达大脑的。

2011年9月的《美国科学院院报》报道了一个有意思的实验,研究者给小白鼠喂食鼠李糖乳杆菌JB-1,小鼠求生的欲望更强、积极性更高、情绪更好,而且它们血液里测出的压力激素也有所下降。

不仅如此,它们在记忆力和学习能力测验中都明显优于对照组。但是如果把小白鼠的迷走神经切断后再喂,它们的测试结果就变得和参照组毫无差别了。

这说明肠道也可能是通过迷走神经与大脑的联系,从而对精神产生影响的。

不仅仅是血清素,肠道微生物也是直接影响大脑的一种方式;肠道微生物代谢产生的物质可以激活大脑中小校质细胞的发育和生长,作为大脑中的一种免疫细胞,它的过度激活能够引发神经炎症,导致大脑神经元损伤。

之前提到的都是肠神经系统对大脑的影响,反过来,大脑也会指挥肠道神经系统。

当我们遇到棘手的问题时,或者工作负担过重、恐惧愤怒时,大脑需要借一些额外的能量去解决这些问题,而肠道就是它的首选对象。

大脑会派出交感神经通知肠道,身体现在处于紧急状态,需要从它那里调用点能量,命令肠道无条件服从。肠道就会极为配合地削减消化用的能量,减少生产黏液,大幅降低肠胃系统的血液循环。这种紧急措施只是权宜之计。

要是大脑一天到晚不停地给肠道下这种必须“舍己为人”的紧急命令,肠道即使有再好的脾气也会有受不了的一天,于是开始向大脑传输“我也不行了”的信号。于是大脑会发现身体已经筋疲力尽,没有胃口,浑身不舒服,或者拉肚子、恶心呕吐。

长此以往,肠壁会由于血液供给不足和黏液保护膜减少而变得脆弱。这时栖居在肠壁里的免疫细胞会释放大量的化学信息分子,这又会导致肠道变得越来越敏感,成了恶性循环。

 

这个领域还面临着相当多的科学问题

伊利诺伊大学(University of Illinois,Chicago)生物学家 Beatriz Peñalver Bernabé 表示,除了“动物试验的结果和人体试验的结果会有多大程度上的差异” 这类常见问题之外,人体微生物组也具有相当的复杂性,“我不认为‘一刀切’会是好的治疗方案。

相反,我们需要为不同的人寻找特定的菌株和剂量。”而且她认为,需要新的理论和模型来预测这些菌株将如何影响个人的特定微生物群落。

虽然人们对肠道复杂功能的研究还远远不够完备,但是我们还是可以利用这些已经有的知识改善健康。比如减少精神负担,吃饭不要火急火燎,也不要三心二意,而要轻轻松松地享受食物。

如果你备受恐惧或者抑郁折磨,别忘了去看医生,检查一下,这些感觉是不是从肠子发出的信息。就像我们面前已经说过的,“人”代表的含义不仅仅只有大脑,千万不要忘了肠子的重要。

文章综合整理自 :

第49期《少年时:人体再认识》:它是“第二大脑”吗?关于肠神经系统;

公众号:生辉 《肠道菌群决定心理健康?科研突破引发微生态制药“淘金热”》

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