了解肠道中的“第二大脑”

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The ENS is a web of neurons found in the wall of the gastrointestinal system.Image: Unsplash/freestocks
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  • 肠神经系统无需中枢神经系统的指挥即可自主运作。

  • 它的作用是维持肠道运作、帮助吸收营养物质,并阻挡有害物质进入。

  • 一项新研究为我们了解其运作方式提供了新的见解。

开门见山地说,您可能没想到自己会读到这样一句话:您的肠道里有一个“第二大脑”。

它被称为肠神经系统(ENS),从进化的角度看,它可能比您目前用来阅读和理解这些文字的大脑存在的时间长得多。

2021年8月发表的一项关于肠神经系统的研究,为我们了解其运作方式以及它与人体其他神经网络的相似程度提供了新的见解。肠神经系统与人体其他神经网络相似,包括脑和脊髓中的神经网络。

但在讨论这些之前,我们先来看看:肠神经系统究竟是什么,它又有什么作用?

什么是肠神经系统?

肠神经系统是一个神经元网络,位于胃肠道的管壁中。

它的范围从连接咽喉与胃的管道(食管)底部一直延伸到直肠。

据研究估计,肠神经系统所含的神经元实际上比整个脊髓还要多。

它有什么作用?

其主要功能是确保一切正常运转。这包括推动食物和饮水沿消化道移动,这一过程依靠一系列肌肉协调地收缩与舒张来完成。它还能确保肠道内容物充分混合,从而最大限度地吸收营养物质。

除了推动消化道内容物移动之外,肠神经系统还控制局部血流、黏液分泌,并在免疫系统的功能中发挥作用。它甚至可能与某些神经退行性疾病的发展有关,包括帕金森病。

它还负责分泌影响整个消化系统各器官功能的胃肠激素。此外,它还能区分人体所需的营养物质与有害病原体和微生物,使前者被吸收,同时阻挡后者。

微生物群和饮食会控制肠壁中包括肠神经系统在内的多种细胞类型的活动。Image: 美国胃肠病学会

它真的是人体的“第二大脑”吗?

肠神经系统能够做到人体中大多数神经网络都无法做到的事:它可以独立于中枢神经系统(即脑和脊髓)发挥作用,而二者之间存在双向连接网络。

这意味着肠神经系统可以自主行动,而无需依赖中枢神经系统发出的信号。正是对肠道功能的这种控制能力,使其获得了“第二大脑”的绰号;不过,与位于头颅之内的大脑不同,肠神经系统的控制范围非常有限,且具有局部性。

这项新研究有哪些发现?

这项最新研究由澳大利亚弗林德斯大学教授尼克·斯宾塞(Nick Spencer)领导。斯宾塞的团队利用高分辨率视频并结合电活动分析,对小鼠进行了研究。

据发表于《Communications Biology》期刊的这项研究称,肠神经系统如何协调食物和饮水在胃肠道中的推进,一直是一个“重大未解问题”。

论文描述了肠神经系统是如何“远比预期复杂,并且与其他没有内在神经系统的肌肉器官中推动体液流动的机制存在显著差异。”

其主要发现之一是,肠神经系统内数以千计的神经元如何相互通信,通过引起胃肠道收缩来促进消化过程。

弗林德斯大学团队的研究结果还表明,肠神经系统远非“第二大脑”,从进化的角度看,它很可能要古老得多,甚至可以被视为人体的“第一大脑”。

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