你可能听说过 “肠道是我们的第二大脑”。 其实这种说法并不是来源于营销号,而是生物学家迈克尔・格森提出的。早在 1907 年,解剖学家拜伦・罗宾逊就发现肠道神经系统具有相对独立的特点,提出了 “肠脑” 概念,但起初未受太多关注。直到 1998 年,迈克尔・格森出版畅销书《第二大脑》,“肠脑” 概念才得到广泛关注并被学界认同。这是因为迈克尔・格森提出该概念建立在 437 篇同行评语论文的基础上,其相关研究奠基了整个肠道神经生物学。
迈克尔・格森为何将肠道称为人类的第二大脑呢?从结构上看,肠道神经系统虽通过交感和副交感神经系统与脊髓、大脑建立联系,却能独立于中枢神经系统运作。例如,大脑通过迷走神经控制内脏运动和感觉,但切断迷走神经后,肠道神经系统仍能独立工作,人死后肠道的部分生理功能还能维持,这也有肠道神经系统独立运转的功劳。肠道神经元分布于肌间神经丛和黏膜下神经丛,数量达 5 亿之多,是脊髓神经元的 5 倍。与人类 860 亿脑神经元相比,5 亿神经元的概念可能不太直观,我们可纵向对比:嗅理引感线虫神经元仅 300 个,昆虫神经元数量级在数十万,爬行动物在数百万,小型哺乳动物和鸟类在数千万,像兔子、火鸡大小的动物神经元总数才达 5 亿规模,而章鱼也是拥有 5 亿神经元的独特存在。可见,人类肠道的 5 亿神经元能碾压地球上绝大多数动物。肠道神经系统有自己的传入、传出神经和中间神经元,能建立独立反射,甚至联合起来作为整合中心,控制肠道蠕动、搅拌、分泌肠道激素和神经递质。
肠道和大脑之间存在复杂的双向影响,被称为 “肠脑轴”,涉及中枢神经系统、交感和副交感神经、肠神经系统、神经递质、内分泌系统、免疫系统、下丘脑垂体肾上腺轴、肠道微生物系统等一系列复杂的通路和机制。这种相互影响使得肠道能影响人的食欲、心智、情感甚至精神状态。人体产生的 100 多种神经递质中,肠道能产生 40 种,其中多巴胺占人体的 50%,血清素占 95%。肠道出现问题可能引发抑郁症、自闭症、糖尿病相关代谢疾病,甚至帕金森、阿尔茨海默症等神经退行性疾病。从功能和影响上看,肠道确实是我们名副其实的第二大脑。从演化角度看,肠道甚至可以说是我们真正的第一大脑。
所有圆口动物和后口动物都有共同的辐射对称祖先,可能在 6.5 亿年前起源于次包动物的弗朗幼虫。刺包动物简单如一段肠子,曾和质水母一起被统称为腔肠动物,它们发展出最早的网状神经系统,遍布整个腔肠,这不仅是肠道的原型,也是肠道神经系统的原型。大脑是在数千万年时间里随着神经系统向头部集中逐渐演化而来的。难怪弗林德斯大学教授尼克斯・宾塞认为肠道才应被称为第一大脑,甚至可以说我们神经系统的最初本体就是肠道神经系统。在动物演化早期,各系统和器官分化初始阶段,功能紧密联系互相影响,免疫细胞、内分泌细胞可能和神经元同源,使得神经元诞生时就具备整合感觉、运动、免疫、内分泌等全身性功能。由于大脑是后来发展出来的,这也解释了为何肠道的一些基础功能大脑无法接管和替代。
接下来从演化角度看人类肠道神经系统为何如此复杂且规模庞大。6 亿年前的埃迪卡拉纪,古老制暴动物因极端寒冷的压力在腐烂幼虫阶段发展成底栖蠕虫状动物,身体变形后成为两侧对称生物,两胚层变为三胚层,腔肠演化成专门的消化管并出现新开口,早期网状神经系统也发生头部汇聚形成中枢神经。无论猿口动物还是后口动物,早期消化道都很简单,随着身体结构复杂和摄入食物增多,消化管发展出肌肉,形态和功能出现分化。5.3 亿年前,随着最早的脊椎动物出现,肠道发生革命性变化,从寒武纪开始的进化军备竞赛使动物演化更快更大更强,肠道为消化更多食物、提升效率不断升级。3.6 亿年前,早期四足类登陆,发展出更长的肠道并盘绕起来。3.4 亿年前早期爬行动物出现,肠道长度增加、分化细化,内部出现褶皱和绒毛。2 亿年前温血动物出现后,消化系统变得极其发达。对于食草动物来说,恐龙的衰落与被子植物崛起、难以消化木质化程度更高的被子植物有关。哺乳动物等温血动物演化出复杂的消化系统,鸟类肠道结构也与哺乳动物相似。人类胚胎发育过程中,肠道再现 5 亿年的进化之旅。不同哺乳动物肠道的演化受摄食压力影响,大型动物和草食动物消化道更发达。整体上,体型越大、越偏向杂食,消化系统更长、规模更大、分化更复杂。在恐龙统治年代,早期哺乳动物身体小且多为杂食性,保留了盲肠。灵长类因主要吃瓜果等少纤维素食物,盲肠退化,这为人类直立行走后成为顶级掠食者迈出关键一步。
提到人类演化的成功,我们常忽视肠道,但它是人类成功的最大支持者。一个正常成年男性的消化道长度约 6.5 米,表面积相当于一个标准足球场 7000 多平方米,各段肠道不仅有自身不同功能,还与免疫系统、神经系统、内分泌系统功能息息相关。肠道就像我们的另一个大脑,只是不能产生意识。它与古老动物祖先的网状神经系统一脉相承,而大脑起源于网状神经系统。从演化角度看,肠道更像默默付出的母亲。是时候对肠胃好一点了,营养均衡、作息规律、适当运动、不暴饮暴食、戒掉不良嗜好,就是最好的肠胃养护手段。好了,本期内容就到这里,不要忘了点赞关注,我们下期再见