现代科技综述知识文库：消化管壁内神经丛及其神经元

1、现代科技综述系列消化管壁内神经丛及其神经元科技是人类区别于动物的重要文明之一，是人类对自然规律研究和利用的学科。本文提供对科技基本概念“消化管壁内神经丛及其神经元”的解读，以供大家了解。消化管壁内神经丛及其神经元肠神经系统(ENS)分外源组和内在组。前者包括交感神经(NA能)节后纤维、副交感神经(Ach能)节前纤维、“嘌呤能”神经“肽能”神经。后者系肠壁内神经丛，内含各种成分的神经元胞体和纤维。正常肠功能是由壁丛神经元调节。Ach能神经兴奋及NA能神经的抑制产生相关的肠平滑肌收缩与松驰。肠肽能神经是一种新发现的重要的肠功能调控系统。某些疾病的发病机制与胃肠神经元支配异常密切相关。1898年朗克

2、理(Langley)将胃肠道自主神经支配分为交感、副交感和壁内神经3个系统。20世纪30年代，受神经递质学说影响，将其分为NA能神经和Ach能神经。1972年彭斯托克(GBurnstock)提出消化道的第3类纤维即嘌呤能神经。随着免疫细胞化学和生物化学新技术的发展应用，1978年布卢姆(WBloom)等一派学者确认这第3种神经成份释放的递质是多肽类物质，谓之肽能神经。在脑和肠内又发现双重分布的肽类，称脑肠肽。1983年史密斯(IJLSmith)提出“肠神经系统”的新概念。脑肠肽在胃肠道为胃肠激素，或在神经系统为神经信息的传递物质。消化管壁内神经构成丛状结构，于粘膜下层和肌层内分别有麦氏粘膜下丛

3、和欧氏肠肌丛。在胃还常见浆膜下丛。壁丛中含神经节，节内含各种神经元，与外来进入壁内的神经纤维及其它壁丛内的节后纤维相互联系。Ach能节前神经元胞体位于延髓迷走神经运动背核或脊髓24骶节内。迷走神经或骶盆副交感神经节前纤维进入壁内，与丛内节后神经元形成突触联系，其节后纤维轴终末分布于效应组织(平滑肌纤维和腺细胞)。交感神经节或腹腔神经节内的节后神经元(中枢节前神经元位于脊髓侧角)发出交感神经节后纤维进入肠各层，其末梢直接终止于效应组织。肠肌丛由丰富的神经纤维组成丛状结构，发出纤维终止于肌内的细胞。某些外来神经纤维进入壁丛后终止于神经节；其它的纤维可能穿经此节与丛内另外的神经节接触，或直接与粘膜下

4、丛联系。粘膜下丛神经节细小，丛内也有细小的纤维束网状结构，此丛有的接近粘膜肌，有的位于粘膜下深层接近环行肌(称深肌丛)。外来神经的一些纤维和肠肌丛的小支终止于此丛神经节，或穿经此节延续到粘膜肌，或进入固有膜、肠腺、小肠绒毛、上皮细胞之间或上皮下神经丛。消化管不同部分的壁丛，存在一些差异。人类肠肌丛，嘴侧界限在喉尾侧界下方34cm。食管粘膜下丛细小，神经节较少。胃、小肠及大肠肌丛及粘膜下丛结构大致相似。胃贲门区神经纤维及神经节相对较小而少，自胃体部向幽门移行，数量增多。小肠两丛发育最好，可作为标准构象。结肠肌丛神经节集聚于纵肌结肠带深侧，结肠带间区神经节较少。直肠肌丛富含神经纤维和神经节。直肠柱

5、内神经丛丰富，其中体躯神经纤维占多数。支配肛门内、外括约肌的神经组成一个共同的丛，丛内富含体躯神经。消化管不同部位壁丛内神经节细胞(GC)的数量有梯度的变化。豚鼠食管中13至幽门，GC数目急剧增多；小肠嘴侧13以下显着减少；结肠嘴侧13至肛门括约肌，GC数目又逐渐增加。猫小肠肌丛GC数高达500万个，较粘膜下丛者多23倍。肠壁内GC，主要为多极细胞，也有双极的或假单极的。GC大致分成两型：一种是短树突多角形细胞，其轴突可穿经邻近的节与其它节内第2型GC接触，可能具有联络功能。后者系长树轴多极细胞，其轴突进入肌层，与平滑肌细胞接触，可能是运动性神经元。壁内还有一种间质细胞，多见于肠肌层、粘膜下层

6、及固有膜层内。细胞突起短，形成不规则的网架，胞浆内有细小颗粒，但无神经原纤维。这种细胞的性质尚未完全清楚。肠肌丛及粘膜下丛存在节内纤维网络，一部分是GC的突起(节后纤维)，另一部分是外源来的神经末梢，还有邻近的壁丛GC轴突终末支参与形成。它们在细胞间丛内与GC发生突触联系。但是，交感神经的节后纤维经肠肌丛不参与构成细胞间丛，直接终止于壁内平滑肌和血管。壁丛神经元，就消化管运动调节而言，含有以下5种成分。(1)Ach能神经元。壁丛内GC大多数出现乙酰胆碱酯酶(AchE)活性强阳性。1983年阿姆斯特朗(DMArmstrong)和毫塞(CRHouser)等，以胆碱乙酰化酶(ChAc)单克隆抗体的免

7、疫细胞化学PAP法，在AchE强阳性的壁丛内副交感神经元中也见到ChAc反应产物，确证其Ach能性质，但目前尚缺少精确特异定位和神经元成份比例的资料。(2)NA能纤维末梢。荧光组织化学方法显示，含NA黄绿色荧光终末与肠肌丛、粘膜下丛内Ach能GC形成篮样丛结构，呈突触联系。采用铬合物或高锰酸钾固定制作电镜标本，显示出含颗粒囊泡的NA能终末。其释放的递质NA可通过，NA能受体直接作用于肠壁平滑肌纤维，或通过轴轴NAAch能抑制性突触节前抑制Ach的释放，松弛肠管。(3)嘌呤能神经元。彭氏提出，在脊椎动物肠肌丛中有一种抑制性神经元，其末梢轴突内含“大暗灰”颗粒囊泡，释放嘌呤核苷酸类活性物质，GCA

8、TP酶强阳性，被称作嘌呤能神经。它能对抗Ach能兴奋性神经，还可能涉及到肠蠕动的下行性抑制。(4)5羟色胺(5HT)能神经元。70年代末，应用5HT或色氨酸羟化酶抗体和免疫组织化学和氚标5HT放射自显影等方法，观察到人和哺乳动物肠肌丛内含5HT神经元，丛周有5HT阳性纤维及围绕丛内个别GC形成篮样丛结构。1982年杰逊(MDGershon)用双标术，在豚鼠肠道内发现轴轴NA5HT能非对称性突触。交感节后末梢释放的NA可通过受体促进5HT的释放5HT能激活Ach能神经元，也能激活其它内在抑制性神经元，从而调节肠管收缩或舒张。但肠内是否存在内在成分的5HT能神经元尚有争议。(5)肽能神经。1970

9、年鲍姆加丁(HGBaumgarten)第1次报道ENS含有肽能轴突。应用特异抗体免疫细胞化学方法，已经证实胃肠壁内含下列肽能神经元：P物质(SP)、神经激肽A(NKA)、血管活性肠肽(VIP)、组异肽(PHI)、脑啡肽(ENK)、内啡肽、胆囊收缩素(CCK)、胃泌素(G)、促胃泌素释放肽(GRP)、生长抑素(SOM)、蛙皮素(BOM)、神经降压肽(NT)、血管紧张素(Ang )、胃动素、降钙素基因相关肽(cGRP)、神经肽Y(NPY)、甘丙素和胰多肽等。有一些肽能神经元，如：SP、VIP、ENK、SOM等阳性纤维，有来自肠外神经，与椎前交感节或迷走神经有特殊联系。两种神经肽可共存于肠肌丛内同一

10、神经元中，如：猫回肠的ENKSP，小肠的PHINPY、VIPNPY；豚鼠结肠的SOMGCCK；人结肠的VIPPHI、NKASP等。含上述神经肽免疫反应纤维或末梢，分布于壁内各层，正常(或经秋水仙素处理)壁丛内含不同肽免疫反应性神经元胞体，及丰富的终末网，有的紧密围绕着胞体，呈突触样接触。1989年特苏托(TTsuto)等，在免疫电镜下观察到人正常结肠肌丛内VIP神经元核周体和突起。VIP产物主要存在于胞浆内致密颗粒中的粗面内质膜上。构成突触或联接形式有：轴(未标记)体(VIP)突触；轴(未标记)体(VIP)非对称性突触；含致密中心终末前轴(未标记)VIP轴终末非对称性突触；含VTP的轴体(或树

11、突)联接。粘膜下丛内有：轴(未标记)树(VIP)非对称性突触；终末前轴(VIP)树(未标记)非对称性突触；轴(VIP)体(未标记或含VIP)接触；轴(未标记)体(VIP)接触；轴(VIP)树(VIP)接触。90年代，又发现一个新的胃肠道肠动力的强抑制性神经递质一氧化氨(NO)。内NO介导兴奋性氨基酸(谷氨酸)中引起神经元信号系统的改变。在植物性神经系统，NO是一种功能明确的抑制性递质，是非交感能非胆碱能神经元主要递质，胃肠道各段反应抑制均系由NO介导，特别是能使括约肌的舒张。在肠内源性神经反射中，肠动力的抑制性神经分布和支配的重要性越来越引人重视，神经元的NADPH脱氢酶即是NO合成酶，可用作

12、研究NO合成酶的分布状况并作为确定NO的合成部位的标志。免疫组织化染色已确定鼠肠肌丛和十二指肠环肌层神经突触的细胞能合成NO。人结肠壁各层都有丰富的含NO纤维，小血管壁和内膜也呈现阳性，多数肠肌丛和粘膜下丛神经元NADPH强活性。先天性巨结肠病主要病理生理改变是远端结肠壁丛内GC先天性缺失，肠蠕动功能障碍，产生狭窄肠段及近端肠段扩张。无GC肠段，ENS各种成分均缺失阳性GC，各类纤维的支配发生紊乱。肠壁各层AchE阳性节前神经异常增生、增粗、酶活性增强，固有膜内出现酶阳性神经，具有特征性改变，与临床症状(痉挛梗阻程度)相关，可作诊断本症患者出现的重要依据。1968年麦尔鲁季(WMeir-Rug

13、e)最先作了报道。艾民康(MKAi)等于1976年率先引用，并在全国范围内推广了这一诊断技术，准确率达96%。壁内含NA荧光的交感节后纤维也同时增多、增粗，其特征是缺失正常的壁丛周围的篮样丛结构。本症肽能神经支配的广泛紊乱，肠壁各层VIP、SP、ENK和cGRP等诸纤维减少，在肠肌丛部位和固有膜内还出现明显增生增粗的含VIP或cGRP纤维束，SOM和NPY两种神经也出现显着的过盛支配。特氏1989年报道，少神经节肠段只见少数含VIP突起，无突触结构；无GC肠段，很少见到含VIP突起。本病异常神经成分的分布不仅有量的变化，而且有质的改变，也含释放机制异常，产生分泌、感觉和运动功能障碍。这些可能是

14、巨结肠的病理生理学的诸因素。近年来，对NO调节胃肠道生理功能的研究又为热点课题。产生NO的神经密度的变化，NO产生的改变或平滑肌对内源性NO敏感性的改变可能在某些神经肌肉疾病起着某种作用。例如，神经产生NO减少可导致有持续或强烈的非蠕动性收缩的疾病。如：先天性巨结肠症或贲门失驰缓症。胃食管返流性疾病可能与NO产生的增加或食管下端括约肌对NO敏感性增加有关。与肠NO体系紊乱有关的正常神经兴奋和抑制的失衡可引起有肠动力异常的疾病状态，如果慢性持发性假性肠梗阻或便秘。巨结肠病和慢性便秘结肠壁内含NO神经成份均出现异常改变。还有，NO具有舒张血管的作用，对维持粘膜血流与粘膜的完整起重要的作用，NO对胃

15、肠粘膜有保护作用，如保护肠免遭内毒素的损伤。因此，研究NO在炎症状态下的作用可为特发性炎症肠病，传染性结肠炎，缺血性胃肠损害及胃肠恶性肿瘤等的发病机理提供重要的信息。目前，对胃肠肽能神经的研究大多是应用免疫组织化学方法在光镜水平显示壁丛内含肽神经元或胃肠内分泌细胞，对外来源支配的研究尚少。在免疫电镜水平研究肠肽能神经元的突触联系才刚开始。因此，探讨肠肽的功能作用是个难题，也是今后的研究热点：(1)神经肽在胃肠的内分泌、调制物或递质作用；(2)一种肽的主功能与其它肽或递质的调节作用，及不同功能状态下某些肽的抑制与兴奋的双重作用；(3)肠肽与其它肠神经的关系，肠肽的双重来源(内在的与外源的；内分泌细胞的与神经成分的)；(4)神经肽与其它递质共存的功能作用；(5)神经肽在肠内释放机制、生理作用或刺激作用等的识别研究。【参考文献】： 1 Burnstock GPharmacol Rev1972，24；509 2 Ai Minkang，et alChinese Medical Journal，1979，92(2)；93 3 林坤伟，胃肠激素，北京：科学出版社，1985，76