应激是指机体受到各种应激源(心理、躯体、环境等)刺激时出现的以交感神经兴奋和下丘脑-垂体-肾上腺皮质分泌增多为主的一系列神经内分泌反应,以及由此引起的机体各种功能和代谢的改变。人们为了适应社会日益激烈的竞争,常常处于应激状态。当应激负荷过强或应激时间过长,可导致机体生理功能的紊乱,进而引起精神疾病、心脑血管疾病、消化系统疾病等一系列疾病的发生。
大量研究表明,功能性胃肠病与应激关系密切。功能性胃肠病是一组以腹痛、腹胀、恶心、呕吐、腹泻、便秘及排便困难等症状为临床表现,同时排除器质性病变的一类胃肠疾病综合征, 主要包括功能性消化不良(functional dyspepsia,FD)和肠易激综合征和功能性便秘。
FGIDs是常见的心身疾病之一,在普通人群的发生率达到34.6%,发病机制尚未阐明,其症状的产生与多种生理、病生理改变有关,如胃肠动力异常、内脏感觉过敏、脑-肠轴调节障碍、炎症、社会心理因素和应激等。随着近年来国内外学者对发病过程中生理-心理-社会医学模式的重视,脑-肠轴概念的明确,以及越来越多关于胃肠道症状与精神心理因素关系的研究发现应激与FGIDs密切相关。
1、应激与FGIDs关系的流行病学研究
FGIDs与精神心理障碍共病的发生率高达42-61%。多项流行病学调查研究显示,FGIDs在某些特定人群中的患病率高于随机调查的普通人群,疾病的发生受生活环境、工作压力、心理社会因素、饮食 惯影响较大。
Li等从我国普通人群中随机抽查1016例,发现其中23.5%患有功能性消化不良(functional dyspepsia,FD),FD组心理障碍发生率为15.5% ,显著高于非FD组(7.1%)。对住院患者的调查中发现,FD患者54.2% 有抑郁和(或)焦虑倾向,高于器质性疾病(28.9%)及普通人群(9.1%)。
潘国宗等采用整群、分层、随机抽样的方法进行研究,发现在北京有症状且符合罗马Ⅱ标准的IBS患病率为0.82% ,IBS患病率为7.26% ,分层研究结果表明城区和郊区的患病率差异有统计学意义(分别为10.5O% 和6.14% ,P<0.001),考虑与城市人群精神心理压力大有关。各职业人群比较,干部和知识分子ibs患病率高于农民,可能与脑力劳动者受社会心理因素的影响大于体力劳动者有关。
门诊FD患者心理障碍共病率15.5%,住院FD患者抑郁和(或)焦虑共病率54.2%。FD症状严重程度与情绪状态相关联,FD的症状严重性、胃扩张不适阈值降低、胃运动功能、体重减轻与抑郁、被虐待史存在相关。FD患者经历的生活事件远高于对照,生活事件所引起的负性情绪及应激状态可能是诱发因素;抑郁-焦虑使迷走神经张力降低、胃排空障碍、胃肠感觉过敏、疼痛阈降低,使患者消化不良症状反复加重。
有疑病、强迫症状的患者过分关注症状的细微变化,担心自己病情正在加重使抑郁、焦虑情绪与消化不良的临床症状此起彼伏。Leuven等的研究纳入750名FD患者,发现FD躯体症状与慢性疲劳、躯体化、生活质量下降存在明显相关,躯体化是FD生活质量下降的危险因子。有研究报道FD患者疑病、抑郁、焦虑、神经衰弱因子分高于正常人群。
美国哈佛大学医学院曾对507名中学生进行一项流行病学调查,结果表明13.O%-17.O%的在校学生经常会出现腹痛,其中21.O%的学生常生活受到影响,并发现焦虑、抑郁等心理因素与青少年IBS发病呈正相关。莫斯科的一项研究对449名l4-17岁学生进行问卷调查。
调查结果显示,IBS的男女患病率分别为14.O%和24.O% ,其中21.0%的IBS学生曾接受过上消化道内镜检查,62.0%的IBS学生曾因经常性腹痛而影响学习,甚至缺课,李定国等结合我国国情,制定了专门适用于青少年的IBS流行病学研究调查表,并对我国六个省及两个直辖市中5l956名中小学生进行问卷调查,结果发现符合罗马Ⅱ诊断标准的IBS患病率为20.2%,随着年龄的增长,IBS患病率有上升趋势,9-11岁者IBS患病率为12.5%,12-14岁者患病率为21.8%,15-l8岁者为26.1%,3个年龄段的IBS患病率经两两比较差异均有统计学意义,IBS患病率以高中生居多,可能与学习难度提高、承受力不断增加有关。
尚军等[7]按照国际上最新提出的FGIDs罗马Ⅲ诊断标准设计问卷,采用多级分层随机整群抽样的方法对1062名18-36岁的驻新疆寒冷地区边防男性军人进行调查,结果FGIDs总发病率为30.34%,其中IBS发病率最高,为21.6%,随着军龄的延长,发病率有升高的趋势,干部的发病率高于士兵,尤为排长显著。其原因与驻疆边防部队居住的自然条件恶劣,训防任务重,精神高度紧张,官兵心理压力大有关。
有文献报道,FGIDs患者就诊和心理因素有关,其中以FD、IBS、功能性腹泻患者为多,就诊患者中合并有心理异常者明显多于未就诊者,根据国内外不同文献报道,在许多国家,IBS占内科门诊患者总数的30%-50%,占消化内科门诊患者的40%-70%。
日本一项报道显示某医院初级保健门诊,从2004年4月至2009年3月,共有5813例首次到门诊就诊的新患者,诉腹部不适症状者818例,占门诊就诊人数的5.5%,其中320例诊断为FGIDs,占因腹部不适而就诊者的39.1%(320/818),认为在医院门诊就诊的患者中FGIDs高发。
国内报道因消化不良症状就诊者可占胃肠病专科门诊就诊人数的半数以上,这些患者多数被诊断为FD。广州的一项调查结果显示,3014例消化专科门诊患者中符合罗马Ⅱ标准的FD患者749例,占消化专科门诊患者的24.85%。Locke报道IBS患者抑郁、焦虑和疑病症的评分明显高于正常人,患者的疼痛阈值和精神评分存在相关性,心理应激加重胃肠道症状,心理紊乱改变疾病体验和疾病行为,如就诊等。
城市中大医院护理工作的性质及特点决定了护士群体也是FGIDs的高发人群。费学萍等[12]根据罗马ⅡFGIDs诊断标准设计FGIDs调查问卷,同时采用抑郁和焦虑量表、护士工作压力源量表、工作疲倦感量表、疲劳评定量表和匹兹堡睡眠质量指数量表对护士FGIDs患病现况进行调查,结果显示656名的护理人员中确诊FGIDs者93名,患病率为14.18%,明显高于国内普通人群。FGIDs组护士抑郁和焦虑量表、护士工作压力源量表、工作疲倦感量表及匹兹堡睡眠质量指数量表的得分明高于无FGIDs组护士。
分析患病的可能原因:急诊、重症监护科室和普通科室临床一线护士工作责任重、护理工作量大,昼夜轮班,所护理对象病情变化快、突发事件多等,她们要比门诊各科室护士承受更高强度的压力、疲倦感,感受应激后所致焦虑、抑郁、睡眠障碍可引发各种胃肠症状,如胃肠胀气、恶心和腹痛等。
2、FGIDs与应激关系密切的病理机制研究
脑-肠轴是将中枢与神经内分泌、肠神经系统和免疫系统相联系的双向通路:心理因素与胃肠道生理功能(动力和感觉)间通过脑肠轴相互影响,外在刺激或肠内信息通过神经链接与高级神经中枢相连,以影响胃肠感觉、动力和分泌等,胃肠症状也通过肠脑轴对情绪和行为起作用,这种相互间的作用被称为“脑-肠互动”因此,胃肠道的运动、分泌和感觉功能受植物神经系统和内分泌系统的调节,这两个系统与情绪中枢在部位上有多种重叠,故易受内外环境刺激及情绪因素的影响,是心身相关最敏感的器官。
应激可以通过脑-肠轴影响胃肠感觉、运动和分泌,导致胃肠道动力和感觉异常,对各种应激的运动反应增强和内脏的高敏感性。胃肠道动力和感觉异常作为一种内感性不适和外在疾病认知刺激又可以影响到中枢神经系统,使病人产生情绪症状,而情绪应激又反过来加重胃肠道功能失调,形成恶性循环,最终可能导致胃肠道功能性和(或)器质性病变。
(1)中枢机制
近些年发展的脑显像技术可以使人们初步了解大脑皮层处理内脏感觉信息的部位,通过与正常人的比较,获得一些功能性胃肠病与感觉相关的发病机制。现己开展的技术包括功能性磁共振(fMRI)、正电子发射断层扫描技术(PET)和单光子发射计算机断层扫描技术(SPECT)等。
脑成像技术研究发现,边缘系统和额叶等神经结构参与脑-肠神经网络联系,特别是迷走背丛与前脑、脑干内神经中枢的广泛神经联系,可以解释情绪状态、心理社会应激因素对胃肠功能的影响, 有研究利用PET和fMRI技术了解到,对健康人扩张胃或直肠出现疼痛或不适时,可激活颞上回、脑岛、杏仁核、眶额皮质、小脑等与内脏痛有关的中枢结构。
而FGIDs患者在较低的扩张压力下即可激活这些痛觉中枢,且其激活程度较健康人更高,提示FGIDs患者的内脏高敏感也可能与大脑皮层内脏感觉处理功能异常有关。Mertz等以16名健康志愿者和18名IBS患者为研究对象,分别在非疼痛性及疼痛性直肠扩张期间进行fMRI检查,结果显示,在大多数受试者中,直肠刺激引起活动增强的部位有扣带回前部、额前皮质、岛叶、背侧丘脑,但与对照组相比,IBS患者扣带回前部活化的程度要更显著。
研究认为,IBS患者对刺激的处理活化模式与正常人无明显差异,但对痛觉的敏感性增强。外界信息经过额叶等大脑皮层的认知评价高级神经活动,如判断出威胁则向边缘系统发出应激信号,经由下丘脑-垂体-肾上腺轴分泌的化学递质参与应激相关胃肠道的病理生理反应。
下丘脑室旁核释放的促皮质激素释放因子,启动与应激有关的行为、神经内分泌活动,并与蓝斑-去甲肾上腺素以及其他神经内分泌机制构成“应激系统”,这类刺激还可通过边缘系统和下丘脑使植物神经中枢正常情况下的抑制作用减弱(易化),导致中枢性感觉高敏,并可能通过酶系统和神经递质的中介作用引起胃肠功能失调,中枢注射CRF已经成功地模拟了应激情况下的动物胃肠道动力的改变,并且这些反应可以被CRF拮抗剂抑制,CRF作用于室旁核和迷走神经背运动核CRF-2受体,介导应激对胃排空的抑制,CRF还作用于室旁核和蓝斑核CRF-1受体参与对结肠运动的抑制。
电生理研究发现心理应激大鼠胃电紊乱与迷走神经背运动核的放电紊乱有关联,情绪压抑可延缓胃的消化与排空,焦虑可致胃动力失调,亦影响胃的感知,压抑、愤怒会使胃排空延缓,焦虑恐惧与大脑皮层额叶高活动性及IBS等胃肠功能关系密切。研究报道大鼠杏仁体定向注射应激激素皮质酮,可以导致内脏高敏感性,表现为对结直肠扩张的动力反射增强,大鼠的焦虑反应增加。
外界应激因子也可以通过外周环路间接影响内脏感觉:外界应激因子主要作用于下丘脑、杏仁体、中脑导水管周围灰质(PAG)等中枢部位,这些部位同时接受内脏的感觉输入,发出纤维投射至垂体以及脑干的部分核团,调节神经内分泌,内脏疼痛通路以及内脏自主神经功能,研究发现通过单次强烈的应激,可以使大鼠皮质-边缘系统神经元对内脏传入持续激活,提示中枢神经系统参与应激相关内脏感觉过敏的发生。
同时有研究显示,在脑肠轴的不同环节上(如肌肉、腺体和感觉器官、肠神经系统、脊髓神经节、脑干、中枢等,均可形成放大病理生理效应的反射环路,因而可形成患者不同的临床表现。通过直肠球囊扩张和神经激素检测的试验研究发现,心理应激可以使IBS患者的感觉阈值增高,血浆促肾上腺皮质激素释放激素水平增加,证明心理应激能诱导扩大神经内分泌反应和内脏感觉的改变。
FGID患者相应脑区的激活程度与焦虑状态和应激事件呈正相关。此外,心理应激和内脏伤害性刺激对边缘系统的激活还存在协同效应,PFC的激活程度与抑郁状态呈正相关,而中扣带皮质前部(aMCC)和前扣带皮质后部(pACC)的激活程度与焦虑状态正相关。
(2)神经机制
应激的中枢反应可通过自主神经调节胃肠运动,迷走神经和交感神经均参与胃肠道电活动的应激性反应,但部位不同,表现也不同,应激时小肠电活动抑制主要与交感神经有关,同时可能与小肠不同节段的神经元分布及机体内分泌因素也有关,寒冷浸水应激可抑制大鼠胃窦肠神经系统兴奋性神经、兴奋抑制性运动神经元,这可能是应激导致大鼠胃排空延迟的原因;采用迷走神经切断术发现迷走神经参与犬小肠对应激的高动力反应。
小鼠在情绪应激和微量电离辐射的情况下,胃肌间神经丛敏感性提高;肠神经系统含有大量感觉、整合和运动神经元,胃肠运动的很大部分在肠神经系统进行,因此被称为“肠道的微型大脑”,通过交感和副交感神经介导,以及神经-免疫-内分泌环路,应激因子可以激活胃肠道的炎性细胞(肥大细胞、嗜铬细胞),刺激这些细胞分泌化学物质,产生内源性的应激因子,使内脏传入终端敏感化,中枢结构接受内脏伤害性刺激信息增加。
机体存在疼痛抑制神经通路系统,下行的疼痛抑制通路异常参与了应激导致的内脏感觉过敏的作用,应激环境下,疼痛易化以及疼痛抑制通路同时激活,但疼痛易化作用更为显著,所以表现为感觉过敏。HPA 轴是内分泌应激系统的核心部分,生理和心理应激因素可使其激活。中枢及外周给予促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)可影响胃肠道的运动及感觉功能,甚至可使正常受试者咄现类似于IBS患者的内脏高敏感性[23]有关FGID患者HPA 轴功能状态的研究结果不尽相同。
Bohmelt等发现IBS和FD患者,在基础状态及给予CRH刺激时,其HPA 轴的功能均显示低下;而Dinan等[24]则发现IBS患者的基础皮质醇水平高于对照者,且当给予CRH 后,IBS患者血清中的促肾上腺皮质激素(ACTH)和皮质醇水平进一步增加,其峰值显著高于对照者。
应激引起的CRH 升高也可能造成患者出现精神心理症状(特别是惊恐障碍)和消化道症状;而使用CRH 拮抗剂,能够降低IBS患者的肠道动力、缓解疼痛和焦虑状态。此外,HPA轴尚能与中枢神经系统协同介导应激诱发的自主神经功能改变。
部分抑郁和焦虑障碍患者存在HPA轴功能异常,表现为抑郁症患者下丘脑CRH释放增加;但也有不同的报道,Elsenbruch等的研究显示,存在焦虑障碍的IBS患者对外界应激源刺激的反应与对照组无显著差异。新近的研究显示,儿童时期的不良生活事件(early adverse life events,EAL)是导致成年后HPA 轴高反应性的重要因素。
当同样给予IBS患者和正常对照者内脏应激刺激时(乙状结肠镜检查),两组受试者唾液中的皮质醇水平无明显差异。但若将受试者按照有无EAL进一步分组,则无论是IBS患者还是健康对照者,有EAL的受试者唾液中皮质醇水平明显高于无EAL组,这种差异在女性更为明显。推测EAL可能通过改变糖皮质激素受体的活性而使中枢应激反应系统(包括HPA轴)发生持续改变,从而影响HPA轴的反应性[27]。相关研究结果的差异性强烈提示FGID患者在病因和发病机制的异质性,有关FGID患者HPA轴功能变化的确切部位和机制尚需更为深入和细致的研究。
(3)脑肠肽作用机制
脑肠肽又叫胃肠激素,既存在于消化道中,也存在于中枢系统中,迄今已发现60余种,如血管活性肠肽、胃动素、生长抑制素、降钙素基因相关肽和神经肽Y等,目前研究认为脑肠肽参与了应激对胃肠功能的影响。
血管活性肠肽是抑制性神经递质,它与胃肠道的靶细胞受体结合后,激活cAMP依赖性蛋白激酶,对胃肠运动起抑制性调节作用,VIP可引起胃容受性舒张,松弛胃肠道平滑肌,抑制结肠和直肠的紧张性,研究证实应激后大鼠血中的VIP增高,抑制结肠收缩;胃动素作用于特异性受体,促进胞内钙库释放钙离子,从而引起胃肠平滑肌细胞收缩,胃动素促进胃肠运动和排空,引起胆囊收缩和十二指肠运动,加强回、结肠的运动,使结肠内压力和电活动增加。
临床试验表明应激使胃动素显著升高,胃肠动力的失调;生长抑素在胃肠道具有广泛而复杂的作用,以循环激素和旁分泌两种方式发挥抑制作用,不仅可以抑制胃肠道的运动,而且可以抑制胃肠激素的释放。在心理应激情况下,大鼠的下丘脑和胃窦的生长抑素合成显著增加;降钙素基因相关肽是内源性神经肽,可产生多种生物学作用,在胃的各层组织中均有分布,肌层明显高于粘膜层,来自壁内神经的降钙素基因相关肽可能主要是抑制胃肠道的运动和调节分泌,而来自脊髓传人入神经源性的降钙素基因相关肽主要支配血管,增加粘膜血流量。
心理应激可以使降钙素基因相关肽的水平升高,参与对胃肠动力的影响;神经肽Y,噪声应激能提高神经肽Y的浓度水平,影响狗餐后胃和小肠的运动,延长移行性复合运动波的恢复,导致胃排空的减慢。
一方面,精神心理应激通过自主神经系统和HPA 轴影响胃肠道功能,甚至还可以通过神经免疫系统影响胃肠道黏膜的完整性和屏障功能。另一方面,胃肠道的神经-免疫-内分泌网络信号通过迷走和脊髓的传入神经到大脑,影响中枢对内脏刺激的感知。
其中,黏膜肥大细胞在其中发挥着重要作用。已知应激、过敏、感染、炎性反应及自主神经系统兴奋可通过释放神经肽、免疫球蛋白和细胞因子等激活肥大细胞,继之释放多种信号分子包括组胺、5-羟色胺以及蛋白酶,这些信号系统的改变可能参与FGID 的发病进程。
IBS患者及动物实验均发现,肠道感染可导致肠道黏膜肥大细胞持续增殖,精神应激是导致肥大细胞活化脱颗粒的重要诱因,同时伴有机体内脏对伤害性刺激的高反应性。急、慢性应激均可导致实验大鼠食管黏膜上皮细胞间隙的增宽,过程中伴有黏膜肥大细胞的活化、脱颗粒和黏膜炎性反应。
应激可以导致HPA轴的皮质激素或炎性细胞因子水平增加,诱发消化道黏膜低度炎性反应和免疫应答,进一步诱发肠神经系统的重塑,从而使患者产生持久的疼痛症状和内脏高动力状态。大鼠长期暴露于应激状态可诱导肠道黏膜低度炎性反应以及肥大细胞介导的黏膜屏障功能障碍,IBS患者可以观察到类似的改变。
在感染的IBS患者中,肠道局部黏膜肥大细胞及上皮细胞内T淋巴细胞数增加,同时伴有IL-1mRNA表达持续增高。不仅如此,Piche等发现,IBS患者肠黏膜固有层内肥大细胞的数量和患者的疲劳、抑郁程度密切相关,提示心理因素与IBS患者肠道黏膜的低度炎性细胞浸润相关。
以腹泻为主的IBS患者前炎性细胞因子(TNF-a等)释放增加,其水平与IBS症状以及焦虑程度明显相关。应用肥大细胞缺陷大鼠研究显示,慢性注射CRF导致的实验大鼠肠道黏膜通透性增加及肠腔内细菌对肠黏膜上皮细胞的侵袭只发生在肥大细胞完整的大鼠,既往的肠道感染和急性应激均可导致实验大鼠内脏敏感性增高,急性应激所致的内脏高敏感具有肥大细胞依赖性。
黏膜肥大细胞通过与去甲肾上腺素能、胆碱能和肽能神经末端的紧密连接而发挥作用,肥大细胞和神经末梢空间和功能关系的持久性改变可能是FGID患者症状持久反复的重要机制。
总之,消化道功能的调节受中枢和外周共同影响:脑-肠轴的下行传递实现心理因素参与消化道功能调节,而其上行传递则使得外周的“神经-免疫-内分泌调节网络”信号到达中枢,影响大脑对内脏刺激的感知,二者之间的相互作用构成了精神心理障碍与FGID共病的基础。
3、功能性胃肠病合并应激的中国传统医学治疗
综上所述,流行病学研究表明应激与FGIDs关系密切,FGIDs与精神心理障碍共病的发生率高,应激可能通过脑-肠轴影响胃肠感觉、运动和分泌,导致胃肠道动力和感觉异常,对各种应激的运动反应增强和内脏的高敏感性,但目前对应激与FGIDs关系及作用机制尚未完全明确,需要进一步研究,为FGIDs的诊断和治疗提供理论基础。
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