“肠脑”和“大脑”谁更厉害?

2019-05-14 21:49    来源:原点阅读

肠脑又称为“第二脑”。它位于食管、胃脏、小肠与结肠内层组织的鞘中,含有神经细胞、神经传递质、蛋白质和复杂的环行线路。 关于脑的描述:通常认为,神经细胞是思考 和记忆的细胞。研究发现这种细胞不仅仅存 在于头脑,也存在于人类的消化道。而且消 化道所拥有的神经细胞与脊髓内的神经元总数相当。所不同的是头脑没有微生物的直接 参与运行,而肠脑必须肠道微生物共生复合 才具有行为记忆功能。

在中国,有些成语经常把肠和心情联系在一起,担心别人时会说:牵肠挂肚;形容别人充满热心,乐于助人时会说:古道热肠;感情充沛而热烈可以说:荡气回肠;碰到伤心事会说:肝肠寸断;碰到困难时会说:百结愁肠;对别人存在怀疑则用:满腹狐疑。我们也已经习惯用肠或肚子来描述我们的心情和感受了。在西方社会,“Gut”指肠道,也有直觉,感觉的意思。英语中的俚语“Follow your gut!”,意思就是“跟着感觉走”。第二大脑—肠脑

人的七情六欲和爱恨情仇确实跟肠道有着密切的联系。美国解剖学家拜伦·罗宾逊(Byron Robinson)在1907年出版的《腹部和盆骨中的大脑》(The Abdominal and Pelvic Brain)一书中最先提出“腹脑”的概念;英国生理学家约翰内斯·兰利(Johannis Langley),提出了“肠神经系统”(enteric nervous system,ENS)这个词。直到1998年,美国纽约哥伦比亚长老会医疗中心(Columbia-Presbyterian Medical Center)的神经生物学家麦克尔·葛森(Michael D. Gershon)出版的《第二大脑》(The second brain)一书中则首次提出“第二大脑”的概念,他认为人肚子里有一个非常复杂的神经网络,包含大约1000亿个神经细胞,比骨髓里的细胞还多,与大脑的细胞数量相等,并且细胞类型、神经递质及感受器都与大脑极其相似,常见的神经递质,如五羟色胺、多巴胺、谷氨酸、去甲肾上腺素和一氧化氮等都在肠神经系统广泛分布。神经肽类激素,如内啡肽家类,阿片肽、P物质、促胃激素、促胰激素等在大脑和肠神经系统都广泛分布。“肠脑”不仅能分析营养成分、盐分以及水分,还能够对吸收和排泄进行调控,并可以精确的调节抑制型与激动型神经递质、激素以及保护性分泌物。他还提出:“肠道向大脑发送的大量信息,都会影响我们的幸福感——我们甚至都意识不到。”

肠神经系统广泛分布在肠道组织里,形成的是神经网络,远不如球形的大脑那样明显。为了对肠神经系统有一个形象的概念,我的博士导师金锋教授曾带领我们到屠宰场观察刚解剖的猪神经系统。当我们小心翼翼的把猪的整个肠道剥离出来,把附着在肠道的白色网状物一点一点剥下来,一张白色半透明的“肠系膜网”呈现在眼前。实际上,我们凭肉眼分辨不出神经系统,但它们基本上是沿着肠系膜分布的,外面包裹着大量的白色脂肪。如果不是通过特殊的方法,人们都会以为那只是油,根本不会意识到神经系统即在其中,更不可能意识到它们能组成“肠脑”,这也难怪人们对肠神经系统的认识远比对大脑的认识落后了。最近,人们可能发现了一种人体内最大的器官——间质组织(Interstitium),这种组织中充满了液体,就像人体的“安全水囊”一样,密布在皮肤之下,以及肠道、肺部、血管和肌肉内部,充当“减震器”,保护人体组织避免伤害。之所以到现在才发现这么大的一个器官,也是因为解剖过程中液体会流失,只留下一层皮,很难被识别出来。

这也符合人类的认知规律,人们对于有型的东西更在意,往往忽视了无形的东西,越是看不见摸不着的东西,越不容易引起人们的重视。这样的意识在前些年的中国尤其明显,人们宁愿为电脑付钱,也不愿意为软件付钱。值得欣慰的是现在人们已经转变思维了,认识到软件与硬件同等或比它更重要。互联网,移动网络已经极大的改变了人类社会的运行方式,随着经济与社会的高速发展人类越来越离不开这些“看不到的东西”了。

“第二大脑”也被称为肠脑(gut brain)。随着研究的深入,人们发现肠脑在身体和精神健康方面都扮演着非常重要的角色。它既可以独立工作,不受大脑影响的持续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的分泌,也可以和大脑一起合作,肠脑可以影响大脑,大脑也可以影响肠脑,相互之间是双向沟通,因此,它们之间的连接也被称作:肠-脑轴(Gut-brain-axis)。“双面间谍”——迷走神经系统

肠脑和大脑之间有一个非常重要的沟通渠道,这就是迷走神经系统(vagus nerve)。还记得前面提到的“皇帝”和“土皇帝”吗?它们一个像大脑,一个像肠脑,彼此相互独立但又密不可分。迷走神经系统实际上很像一个“双面间谍”,负责收集和传递来自大脑和肠脑两方面的信息。迷走神经为第10对脑神经,是脑神经中最长,分布最广的一对神经系统,在人体中有多条重要分支,从大脑延伸至腹部并与心脏、脾脏、肺和肠道等器官相连。它的一端起源于脑神经,另一端与内脏相连,本身也属于副交感神经系统的一部分。迷走神经系统也会与交感神经系统相互拮抗,支配呼吸、消化两个系统的绝大部分器官以及心脏的感觉、运动以及腺体的分泌。原来这个“双面间谍”被安插在了“文官”手下,还是个“大官”,居然能跟“武将”抗衡!

为什么说迷走神经系统是“双面间谍”呢?这是因为迷走神经系统不同于其它肠神经系统,它是一种混合神经系统,包含了传入和传出神经系统,也就是双向传输信息,大脑的信息它会传给肠脑,肠脑的信息它也没少说,实在称得上是“双面间谍”。传入神经系统是指给大脑提供信息的系统,通常是感觉神经系统,作用是给大脑提供信息;传出神经系统是从大脑传出信息的系统,主要作用是传达大脑发送的信息,指导器官的运动,属于运动神经系统。一般的肠道神经系统都只有运动神经,比如前面提到的交感神经与副交感神经。迷走神经系统含四种纤维成分:躯体和内脏感觉纤维、躯体和内脏运动纤维,感觉纤维收集信息,运动纤维传达信息,共同控制着躯体和内脏多个器官的感受和运动。所以,迷走神经系统最符合肠-脑轴的特征,满足大脑和肠脑之间相互沟通的要求,是大脑和肠脑都信得过的,并委以重任的“双面间谍”。实际上,私下里“贿赂贿赂”这个“双面间谍”还能治疗疾病。通过刺激迷走神经治疗疾病的研究已经由来已久,早在20世纪90年代,专门刺激迷走神经的装置已被广泛用于治疗癫痫,后来也被用来治疗抑郁和老年痴呆等多种神经系统疾病。必不可少的肠脑

可别小看了肠脑,它可比大脑还要先出现。肠脑实际上属于原始神经系统(original nervous system)。神经系统的演化,经历了从无到有,从简单到复杂,从低级到高级的发育过程。动物越低等,其神经系统越原始。海绵只有简单的神经细胞,而水螅等腔肠动物,已经经历了从神经细胞到神经纤维的进化,出现了网状神经系统,再往后,神经网之间的众多神经细胞体聚集在一起形成了神经节,多个神经节就形成了最初的“脑”。

我们先来梳理一下大脑的进化过程:

8.5亿年前,生物开始感知世界,开始对化学和电信号有反应;

6亿年前,最原始的大脑才出现;

5亿年前,脊椎动物体内就已经出现了肠神经系统;

2亿年前,哺乳动物开始出现,形成了大脑皮层;

250万年前,大脑的容量开始大幅增加,直到最早期的人类开始直立行走时,大脑的容量跟猩猩已经没有太大差别;

大约200万年前,人类开始使用工具进行捕猎,食物种类也开始丰富,丰富的营养和充足的能量使大脑的容量大幅增加;

1万年前,由于大脑极大的消耗能量,并且头太大还会引起难产,产妇和后代都会死亡,这就导致大脑容量不得不缩小,但是沟回和褶皱越来越多,神经元的排布也越来越高效。至此,人类的大脑才算进化完成。

从大脑的进化过程,我们可以看出,最先出现的肠脑在其中发挥了重要作用,脑容量的飞速增加就是依靠的肠脑控制的消化吸收,把食物中的营养和能量源源不断的供给给大脑,如果没有肠脑的良好和高效运转,大脑消耗的占人体20%的能量就无法充足供应,也就不能进化出现在的大脑了。所以说,今天的大脑是在肠脑的帮助下进化出来的,肠脑功不可没。直到现在,肠脑依然坚守着自己的职责,为大脑持续不断的提供充足的能量和营养物质。“聪明”的肠脑

人一生中从肠道通过的食物可达30多吨,喝下的液体也达到5万多升,这些东西经过肠脑时,肠脑能分析其中成千上万种化学成分,识别出所有的毒素和病原菌。如果有毒素和病原体到达消化道,消化道壁上的免疫细胞就会分泌组胺类促炎物质,让肠神经系统识别危险信号,然后,给大脑发出警告,大脑收到信号后根据病原体所在的位置来决定呕吐还是腹泻,或者让人上吐下泻。如果毒物刚进入胃,它就让人呕吐出来,如果已经过了胃,它就让人腹泻,比较严重的话还会让人上吐又下泻。上述方法都没用也不用担心,肠道是人体中最大的免疫器官,它拥有人体70%的免疫细胞,一旦识别出病原微生物,肠道还会及时派出免疫细胞将它们清除掉。生存靠肠脑,生活靠大脑

动物的生存靠肠脑,而动物的生活离不开大脑。大脑死亡了,肠脑还可以继续维持人体的生存,还能继续帮助人体分解并消耗食物,吸收人体所需的分子如氨基酸、脂肪、糖分、维生素和矿物质等。植物人是大脑死亡,而肠脑没有死,他们虽然没有了意识,但是身体仍然是活的。一旦肠脑死了,这个人就一定没救了,必死无疑!从这方面来看,似乎肠脑要比大脑重要。特别是对一些低等生物,它们可能根本就不需要大脑,哪怕是长出大脑后还会把大脑再给吃掉。

有一种非常独特的低等脊索动物,在其生活史上会出现一种逆向变态行为。海鞘,也叫海菠萝,是海底常见的低等生物。海鞘的幼体很像蝌蚪,可以在水中自由的游来游去。它们有典型的脊索和背神经管,也就是相当于它们的“大脑”,可以帮助它们感受外界信息。但是,它们这种自由自在的生活状态只能持续几小时,最多一天时间,然后就必须要沉到水底,找一个合适的地方固定下来。等它们固定下来后,神奇的事情就发生了,它们的脊索随同尾巴的退缩而逐渐消失,神经管也退化为一个神经节,本来长筒形的消化管也会弯曲成U形,一头是嘴巴,另一头是肛门,两个口都朝向水流的方向。

它们为什么固定下来后就“吃掉”好不容易形成的大脑呢?人们猜测,这可能是由于海鞘定居后,就不再需要感受外界信息了,只需要固定在海底过滤海水就能完成整个进食和排泄的过程。脊索虽然高级,但是太耗能了,既然仅靠几个神经节就能生存下去,高耗能的“大脑”也就没有存在的必要了。对于所有动物来说,吃饭、生存和繁衍后代才是它们的核心使命。海鞘只要张开嘴过滤海水就能吃饭,就能正常的生存和繁衍后代,这三件事都能干了,已经足够完成它们的使命了,还要什么大脑啊?直接“吃掉”算啦!令人骄傲,让人烦恼的大脑

这样看来,大脑的存在完全是为了那些不能像海鞘一样如此简单就能完成生物使命的物种设置的,其最终的目的仍然逃脱不了动物的三大核心使命。高等动物为了适应多变的环境不得不进化出功能越来越完善的大脑,而人类作为最高等的动物,其大脑也是自然界最复杂的,能更好的完成吃饭、生存和繁衍后代这三大使命。

人有七情六欲,喜怒哀乐,这些都是发达的大脑带给人类的。然而,大脑太发达了也不是好事,聪明的大脑烦恼多,人会患上精神疾病,妄想、幻觉、错觉、情感障碍、哭笑无常、自言自语、行为怪异等。焦虑、抑郁、精神分裂、阿尔兹海默症、帕金森氏症、自闭症、多动症以及癫痫等众多精神类疾病的出现都或多或少的伴随有胃肠道疾病,比如阿尔兹海默症和帕金森氏症,脑部出现病变时,肠道也会出现同样的组织坏死现象,并且患有疯牛病的病人大脑受损的同时肠道也遭到损害。当人面临压力和应激,胃肠道也会跟着紧张。

有一句俗语:懒驴上磨屎尿多,用驴面临压力时的胃肠道反应来反讽人的抗压能力差。上学时经常遇到,越是快到考试时,越是想多跑几趟厕所,心理素质差的同学还会出现拉肚子的情况。当我们感到害怕或焦虑时,是不是通常会出现食欲不振,甚至呕吐的情况,或者当我们生气时容易腹泻或是肚子疼,其实,这些都是我们的大脑影响我们肠脑的结果。心思缜密,爱胡思乱想的人,胃炎、胃溃疡等肠胃出毛病的几率更大。相应的,一旦胃肠道出现不适,大脑也会受牵连。患有肠易激综合症(Irritable Bowel Syndrome,IBS)的病人,出现焦虑、抑郁等精神问题的比例会更高。患有慢性肠胃病的病人中,超过70%的人在儿童成长时期经历过父母离婚、慢性病或父母去世等精神打击。肠脑 vs大脑

既然两个都是“脑”,究竟是肠脑厉害,还是大脑厉害呢?这个问题还真不好回答。大多数人一定认为是大脑厉害,毕竟人区别于动物就是因为人类有最高级的大脑,可以学习,可以联想,可以发明创造工具。这两个脑之间的简单区分就是:动物生存靠肠脑,而动物生活则依靠大脑。决定人生死存亡的肠脑可以说是大脑发挥作用的基础。试问,生存都有问题,生活又从何谈起呢?所以,肠脑和大脑哪个更厉害的问题本身就不是好问题,应该说都很厉害。

表面上看,大脑向肠脑发出指令和精神压力,指挥并影响着肠脑的工作,而肠脑则仅需向大脑提供能量和营养物质,大脑的工作显得更主动和高级。实际上,从腹部到大脑的神经束比反方向的要多,90%的神经联系是从下至上的,因为,它比从上到下更为重要。迷走神经系统这个“双向间谍”也更偏向肠脑,它们往大脑发送的信号明显要比从大脑向肠脑发送的信号多。此外,人体内非常重要的两种神经递质,有95%的五羟色胺和50%的多巴胺都是产生于肠道。

人在沉睡无梦时,肠器官进行柔和有节奏的波形运动;但做梦时,其内脏开始出现激烈震颤。反过来,内脏及其血清基细胞受到刺激时,会使人做更多的梦。许多肠功能紊乱的病人总抱怨睡不好觉,原因就在这里,肠脑睡不好,大脑怎么能睡好呢?那么,肠道也会跟大脑一起做梦吗?如果吃得不好,很多人不是经常会出现做恶梦的现象吗?虽然,现在还不能证明肠脑也会做梦,但我想应该会的,大脑做梦时,肠道的激烈活动应该就是它俩在同时做梦吧。

肠脑与大脑进行的信息交换可能比我们想象的要复杂。不过,一家人不说两家话,无论肠脑还是大脑,它们之间的相互配合都是为了更好的服务人体健康。肠脑给大脑提供的更多,也不代表它就更厉害,它们俩相互配合默契才是最完美的状态。

2018中国好书。科普生活类图书,2019中国医界好书。

洞察肠菌小心思,呵护人体大健康。