沿着脊髓向上延伸的部分我们称为脑干，它的下端与脊髓相连，上端与大脑相连。
在其中有几个特殊的位置，他们会产生影响我们情绪的神经递质，例如去甲肾上腺素（NE）、肾上腺素（E）、多巴胺（DA）和5-羟色胺。 脑干周围的许多其它中心也都相互作用，在整个大脑中传递复杂的信息，有时会使我们情绪高涨，有时又会破坏我们的情绪，这些神经递质在维持人体内环境稳定方面也起着至关重要的作用。 但是有些人就要问了，这些激素的变化不都是在脑中进行的，跟肠道又有什么关系呢？又是什么神经递质受到了影响呢？接下来我们就来一一了解。 肠-脑轴是什么 肠神经系统（ENS）也被称为内在神经系统，控制着胃肠系统的功能。由分布在从食管至直肠的消化道器官内数目巨大的神经元和初级、次级、第三级神经纤维组成的神经网络构成。 其中感觉神经元负责感知消化道内的化学成分和机械张力变化；运动神经元能够加强或抑制消化道内平滑肌的运动或消化腺的分泌；中间神经元负责联系感觉神经元和运动神经元。 尽管胃肠道通过自主神经系统（即交感神经和副交感神经）的神经支配与中枢神经系统（CNS）直接接触，但胃肠道有其独立的反射活动。ENS和CNS之间的相互作用，被称为肠-脑轴。
现代研究发现，神经递质包括：5-羟色胺、去甲肾上腺素、肾上腺素和多巴胺，可在调节肠-脑轴方面发挥重要作用。其中肠道微生物群是肠-脑轴病理生理效应的一个重要组成部分，这也解释了为什么肠易激综合征患者更容易患有焦虑等精神疾病，而包括自闭症在内的大多数精神疾病患者会表现出严重的肠道失调的原因。 下面我们就来看看这些与情绪相关的重要的神经递质和肠-脑轴之间的联系吧。 血清素 色氨酸是血清素生物合成前体色氨酸是一种必需的氨基酸，存在于饮食蛋白质中，包括肉类、奶制品和水果等中，当色氨酸一旦被加工完成，就能够穿过血脑屏障，在脑干中缝核内代谢成5-羟色胺，另外，大部分5-羟色胺的合成是发生在胃肠道内的肠嗜铬细胞（EC）和肠神经中的。
5-羟色胺在中枢神经系统和肠道中的合成是相同的，由于大脑和肠道中都存在5-羟色胺，选择5-羟色胺再摄取抑制剂（SSRI）不仅能够治疗抑郁症和其他神经系统疾病，还能够减轻疼痛和其他与慢性胃肠疾病相关的症状。 与微生物群的关系 肠道微生物群是指生活在肠道内的微生物群。 5-羟色胺的合成需要其前体色氨酸，而肠道微生物群本身也可以直接利用色氨酸，从而降低其对宿主的利用率。例如大肠杆菌，液化无色杆菌，和大肠杆菌旁大肠杆菌，均是通过色氨酸酶将色氨酸分解成吲哚，另外他们转化的副产品还包括丙酮酸盐，丙酮酸可用于其他代谢功能，如细胞呼吸，以及大量对肠上皮细胞有毒的氨。
平衡的肠道微生物群是黏膜免疫防御的生理功能所必需的，5-羟色胺有助于免疫反应，他们在淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞和树突状细胞上均发现了5-羟色胺受体。影响5-羟色胺免疫调节作用的因素可导致肠道炎症和胃肠道疾病的发生。 5-羟色胺（5-HTP）的前体也会·促进微绒毛发育中肌动蛋白的重塑，以促进免疫细胞的吞噬活动，并诱导巨噬细胞的细胞外信号调节激酶（ERK）磷酸化。 5-羟色胺虽好，但也不能贪多 虽然5-羟色胺有助于免疫反应，但是过多的5-羟色胺同样会导致反效果，过高的血清素水平的增加可以增强群体感应能力。
什么是群体感应？群体感应是近距离细菌通过化学信号相互交流的过程。细菌间的交流是生物膜形成、群体运动、基因表达诱导、胞外多糖产生和毒力因子交换所必需的。 高水平的5-羟色胺不光增加了促炎细胞的因子产生，还增加了肠道生物膜的形成，反而会恶化了肠道的病理表现。 儿茶酚胺 儿茶酚胺是由儿茶酚基和胺侧链组成的单胺类，他们对人体有广泛的影响。
儿茶酚胺主要有三种：去甲肾上腺素、肾上腺素和多巴胺； 去甲肾上腺素和肾上腺素也被称为“战斗或逃跑”的外周儿茶酚胺，而多巴胺是一种中枢作用的儿茶酚胺。他们涉及许多神经通路，如奖赏途径。 多巴胺主要在大脑中合成，快感通常与大脑的快感和愉悦感联系在一起。 胃肠道中儿茶酚胺的营养吸收 肾上腺素在人体对肾上腺素和肾上腺素的吸收率中起主要作用。 除了葡萄糖吸收外，肾上腺素还影响其他几种分子和离子转运蛋白的吸收，并能对跨细胞运动的青霉素进行转运。 与其他儿茶酚胺相比，多巴胺在调节胃肠道电解质吸收方面的作用很小。 与肠道菌群的关系 肠道内有许多对人类健康至关重要的细菌。它们有助于消化，产生维生素，防止有害细菌。然而，由于与细菌的不断相互作用，肠道必须有一个庞大的免疫系统和固有的特性，以保护宿主免受生物体的入侵。
大多数与肠道系统相互作用的儿茶酚胺是通过位于腹腔、肠系膜上神经节和肠系膜下神经节的节后交感神经元介导的。这些神经元在浆膜表面与肠道相互作用，并支配血管床和肠神经系统，这些节后交感轴突几乎投射到全身的每一个淋巴组织。从神经元释放的5-羟色胺和儿茶酚胺可以影响肠道内的微生物群，从而改变细胞因子和细菌分子的释放。 儿茶酚胺与肠道免疫系统 先天免疫系统作为抵御外来病原体的第一道防线，其中巨噬细胞是肠道固有免疫系统的重要组成部分，可循环并持续监测胃肠道病原体。
巨噬细胞也分为两类，他们的功能也取决于其所在的位置，粘膜巨噬细胞位于靠近肠腔的位置，而它们的对应物，肌层巨噬细胞则位于肠神经细胞旁两肠肌层之间的区域。这两类不同的巨噬细胞在保护和调节肠道黏膜和运动方面发挥着不同的作用。 黏膜巨噬细胞参与对致病菌的持续监测，并在对饮食抗原的耐受性中发挥作用，而肌层巨噬细胞则调节肠道神经元和蠕动。由于肌层巨噬细胞与肠神经元的距离很近，局部浓度的去甲肾上腺素可导致局部炎症抑制，而不产生全身效应。 儿茶酚胺对有害菌群的影响 儿茶酚胺不仅抑制宿主免疫系统，而且还会增强和刺激细菌毒性因子和细菌疾病的发病机制。 以一种非免疫的方式，应激激素也能与细菌和环境相互作用，帮助细菌繁殖，而不是影响宿主免疫系统，包括空肠弯曲杆菌,大肠杆菌,幽门螺杆菌,铜绿假单胞菌，和肠沙门菌属等均出现了生长加速的现象。
细菌的存活部分取决于它们分离铁的能力。致病细菌分泌铁载体以对抗人类通过乳铁蛋白/转铁蛋白糖蛋白对铁的隔离，而儿茶酚胺能促进人乳铁蛋白和转铁蛋白中铁的去除，且与细菌生长呈剂量和时间依赖关系。 儿茶酚胺通过与铁形成直接络合物Fe3+以及随后的铁还原，从Fe3+ 到Fe2+释放出铁供细菌使用。 除铁释放外，儿茶酚胺还能刺激各种毒力因子的表达，从而进一步促进细菌的侵袭。例如去甲肾上腺素可以增加沙门氏菌鞭毛和其Ⅲ型分泌系统的表达，从而间接地促进沙门氏菌的生长。 神经递质与疾病 5-羟色胺和儿茶酚胺广泛参与许多生理过程，因此，其水平和/或活性的变化与多种人类疾病有关，就像人伤心难过时会没有食欲，而心情大好的时候能吃两碗饭一样。
神经递质也在肠-脑轴中发挥着调节的作用。 儿茶酚胺 儿茶酚胺影响着全身，从大脑的快乐感到胃肠道的调节。因此，中枢神经系统疾病自然也会影响到肠神经系统。 例如帕金森病（PD）是中枢神经系统和神经系统之间的复杂联系受到破坏时所发生情况，这是一种神经退行性疾病。由于多巴胺神经元的丢失，胃肠功能障碍成为了PD的一个重要特征。
而另一种疾病肠易激综合征（IBS）也是非常依赖体内激素水平的，IBS会引起腹痛、腹胀、腹泻和便秘，且症状与腹痛的严重程度无关。IBS的患者，他们的中枢兴奋回路的活动倾向于更强兴奋性和更少的抑制性。由于IBS的一个重要因素是由应激引起的，所以·症状可以通过控制饮食、生活方式和压力来控制。 5-羟色胺 在中枢神经系统中，5-羟色胺是与情绪和行为有关的认知领域中的一个关键角色，慢性应激会对行为、认知以及肠道微生物群造成不良影响。 与5-羟色胺水平失调有关的疾病可以影响胃肠道的任何器官，增加神经元与其效应细胞之间的血清素是恢复正常生理功能的关键。
在患有肠易激综合征的患者中，如上一部分提到的儿茶酚胺水平相反，5-羟色胺增加与腹泻相关，而降低则与便秘相关。 胃肠道是一个复杂的系统，由多种调节器复杂的控制。局部介质、中枢神经系统、肠神经系统以及其他器官产生的激素都会影响儿茶酚胺/血清素浓度及其对肠道生理产生深远的影响。
这种影响是双向的，胃肠系统和肠道神经系统的变化会影响中枢神经系统，而神经递质，即肾上腺素、去甲肾上腺素、5-羟色胺和多巴胺等，也在控制和维持肠道系统内营养吸收、血液流动、肠道微生物群、局部免疫系统和整体肠道动力方面发挥着重要作用。 神经递质的浓度在多种病理状态下受到影响，局部浓度的改变不光可以帮助和减轻症状，并改变肠道微生物群，还有可能成为胃肠道和中枢神经系统病变的生物标志物。 引用 1、Mittal R, Debs LH, Patel AP, et al. Neurotransmitters: The Critical Modulators Regulating Gut-Brain Axis. J Cell Physiol. 2017;232(9):2359-2372. doi:10.1002/jcp.25518 2、Carabotti M, Scirocco A, Maselli MA, Severi C. The gut-brain axis: interactions between enteric 3、Kennedy PJ, Cryan JF, Dinan TG, Clarke G. Irritable bowel syndrome: a microbiome-gut-brain axis disorder?. World J Gastroenterol. 2014;20(39):14105-14125. doi:10.3748/wjg.v20.i39.14105 microbiota, central and enteric nervous systems. Ann Gastroenterol. 2015;28(2):203-209.
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