条文本
PDF
文摘
肠易激综合征(IBS)的几个特征表明情绪大脑的边缘系统的参与。异常上调传入(感官)信号强度在这个系统,胃肠道的大脑,可以诱发过敏,导致疼痛和不适,这是肠易激综合症和其他功能障碍的特点。胃肠功能紊乱可能是异构的传入系统的复杂性,和许多不同的扰动是可能的。肠道过敏在运动性疼痛和不适和相关反射改变或许可以解释功能性肠道疾病的症状。
- 肠易激综合症
- 前扣带核
- 丘脑通路
- 背角神经元
- ACC,前扣带皮层
- 中枢神经系统,中枢神经系统
- CRF,促肾上腺皮质激素释放因子
- DRG,背根神经节
- 功能磁共振成像,功能磁共振成像
- 肠易激综合症、肠易激综合症
- 宠物,正电子发射断层扫描
来自Altmetric.com的统计
总结
肠易激综合征(IBS)的几个特征表明大脑的情感边缘系统参与:高患病率的焦虑和心理压力,增强肠道应激反应和反应中枢作用药物。最近的脑成像数据表明通路参与内脏疼痛感知重叠边缘通路,这可能解释心理因素与肠易激综合症。肠道不适达到意识通过神经连接称为“brain-gut轴心”。异常上调传入(感官)信号强度在这个系统可能引起过敏,疼痛和不适。这些包括刺激放大前的肠道初级传入神经的传入神经或高反应性本身。在脊髓背角的异常可能解释在IBS的扩大viscerosomatic转诊模式。下行抑制疼痛的机制也可能受到影响。受损的内源性鸦片介导初级传入神经的抑制可能无法抑制从胃肠道传入消息。在大脑中,增加了丘脑的激活在IBS可能表明提高了传入输出从较低的水平。前扣带皮层的激活,边缘中心编码痛苦痛苦,似乎增强肠易激综合症,特别是在焦虑的影响。 Psychological factors could augment pain processing at the anterior cingulate, the area of convergence of the pain and emotional systems. Factors which upregulate gut sensitivity are also likely to affect motility, either by augmented central autonomic outflow or peripheral sensory-motor reflexes.
介绍
胃肠感觉障碍通常称为胃肠蠕动障碍或胃肠功能紊乱。感官的刺激多个感觉运动的肢体反应,存在于胃肠道触发运动响应,因此感觉异常往往与电动机干扰共存。胃肠蠕动的感觉和自主控制被认为是中枢神经系统(CNS)的调制。
肠易激综合症是最常见的功能性胃肠道疾病。它的特点是症状,曼宁和罗马定义的标准,是伴随着过敏直肠膨胀,大肠,小肠,异常的运动模式在小和大肠,心理压力和增加肠道反应。1 -5有显著增加的患病率显著的心理压力在IBS患者寻求医疗。6
另外两个比较常见的胃肠道功能紊乱是功能性消化不良,进行非心脏胸痛。这些疾病共享相同的电机、感官和心理社会模式描述为肠易激综合症。因此并不奇怪,一些病人的症状超过这些疾病之一,从一个无序切换到另一个随着时间的推移,和一些同时在多个器官内脏过敏。7
胃肠功能紊乱的感官特征
过敏症在IBS内脏膨胀已被广泛证明(图1)。3,4,8日,9过敏出现相对具体的疼痛和不适而不是non-noxious感觉如粪便和气体,并被认为是否测量体积的膨胀,膨胀压力,或墙壁紧张。3相位的快速扩张更可能发现肠道过敏比逐渐膨胀。
比较敏感的肠易激综合征(IBS)患者和健康者。
虽然一些调查人员表明反应偏差和选择性注意在IBS肠道感觉占过敏症,仔细的研究试图排除这些偏见发现低疼痛阈值一半的受试者与肠易激综合症。10功能性消化不良患者进行非心脏胸痛也报告疼痛在较低压力比健康对照组和卷,或疾病控制患有功能性上腹痛。11日,12
肠道感觉是,一般来说,不如躯体感觉本地化。推荐的肠道感觉体细胞皮节时就会发生colocalisation内脏和躯体传入终端的脊髓背角板相同。直肠膨胀诱发感觉直肠和耻骨弓上的健康志愿者。肠易激综合症患者,这种声音会让人感觉更广泛涉及直肠和耻骨弓上的地区,以及各种各样的更优越的腹部皮节(图2)。3这些异常还发现在功能性消化不良患者。12日,13
感觉疼痛引起的直肠扩张更广泛的肠易激综合征(IBS)患者与健康(控制)的主题。
在一项研究中,感觉异常,要么低压力报告初始疼痛或不适或异常viscerosomatic转诊模式,被认为在93年100年的IBS患者。那些没有过敏症(大约三分之一)描述了感觉诱导每次向外压力更大的控制。有些病人返回后续直肠敏感性测试。这组病人被要求记录症状严重程度在每个测试一天。研究表明有显著相关性症状随着时间的变化和改变最低压力诱发疼痛。3鉴于IBS感官异常的患病率高,灵敏度与症状的相关性,感觉异常可能被认为是一个生物标记的障碍。类似的发现在患者的食管和胃进行非心脏胸痛和功能性消化不良表明这些疾病非常相似,甚至可能是变量的演讲同样的障碍。
然而,确切原因或诱因肠道过敏是未知的;感染、压力和手术都扮演一个角色。重复痛苦的膨胀的乙状结肠IBS患者被发现在随后的直肠膨胀诱发疼痛阈值更低的测试。这种形式的敏化作用不是在正常的志愿者。14有可能因此,IBS患者比正常人更容易神经“最终”有害刺激,如肠痉挛或膨胀。这些科目的心理压力也可能引起过敏。
胃肠功能紊乱的心理特征
患病率有明显增加当前的心理压力中寻求医疗护理肠易激综合症的病人。症状的焦虑、抑郁和全球心理症状是常见的在这个人口,和一些研究展示了更高水平的身体和性虐待IBS患者与其他患者医疗诊所相比。15日,16IBS患者不存在护理一般有一个正常的心理档案,尽管一些调查显示增加中间严重性的心理痛苦。6,17
当然,从业人员熟悉许多病人功能性肠道疾病患者由于症状严重程度相对应的增加严重的心理压力。也承认经常汇的心理压力是改善症状,,如果压力持续存在。18类似的结果在功能性消化不良患者被描述。
然而,心理压力也强烈影响胃肠蠕动和感觉在对照组肠易激综合症。志愿者经历改变胃肠运动机能期间的压力,无论是二分听力任务,开车在路上,或恐惧的癌症。19日,20.二分听力任务也设计成压力增加的敏感性的结肠气球膨胀在正常志愿者与放松的音乐。21因此可以想象到的是,IBS患者“回应”的心理压力。肠易激综合症患者的一项研究表明增加心理以及结肠运动反应批评和延迟。5
有可能因此,慢性或严重的压力可能导致持久的中枢神经系统的变化,引起肠易激综合症的症状。在动物模型中,infant-maternal分离和电击应激产生慢性结肠过敏和hypercontractility导致腹泻。22日,23已知IBS患者的发病率高于正常过去或目前的身体和性虐待,它可以假定,性虐待等严重的压力有可能诱发慢性内脏过敏和焦虑。
BRAIN-GUT途径可能在胃肠调节内脏过敏感觉障碍
胃肠道有双重组成迷走神经的感觉神经支配/骶副交感神经系统和脊髓传入传统上称为交感神经系统。迷走神经和骶髓传入被认为调解non-noxious感觉,包括当地的反应,如胃住宿和胃结肠反射,而脊髓传入纤维被认为调解有毒的感觉。24 -26了多方面的证据支持这一功能的分离。
脊髓痛觉受器的宽动态范围神经元可以编码高强度刺激比如疼痛。这些神经终端位于肌层和浆膜的肠道扩张和延伸可能使他们成为痛苦的激活条件。相比之下,迷走神经终端位于表面上,主要是在低强度刺激粘膜和粘膜下层的地区如抚摸或营养物质接触可能会导致激活。viscerosomatic转诊的概念,它只发生在高强度刺激,如疼痛,需要colocalisation内脏和躯体的终端。这发生在脊髓背角的只有脊髓传入终止。这些脊髓传入纤维沿着血管,通过肠道神经节背根神经节细胞的身体,和在薄层突触,II,脊髓背角的和V。27鉴于IBS的异常转诊,缺乏改善迷走神经切断术,内脏伤害感受的一般概念,脊髓传入神经系统强烈暗示作为第一个肢体brain-gut通路介导的超敏反应和疼痛在肠易激综合症。主要的脊髓传入可能本身成为高度敏感或刺激器传入可能会增加。
也有证据表明IBS症状等外围因素引发的炎症或肥大细胞激活。28日,29日这种可能性是支持的研究表明,特定的5 ht拮抗剂3在肠神经系统受体,外围地行动,可能在脊髓传入,可以显著改善肠易激综合症的症状。26日,30.
脊髓功能障碍也是一个候选人在肠易激综合症。扩大转诊模式的内脏刺激肠易激综合症患者在这一层可能是介导。在脊髓背角,提升神经元与脊髓传入,只有其中的一些痛苦的信号。神经可塑性变化已被证明发生在脊髓水平以应对皮肤疼痛和组织损伤。这将导致一些沉默的传入痛觉受器成为活跃的;它增加脊髓水平的数量个体伤害感受器可以激活和降低初级传入神经的发射的阈值。这些变化与upregulation相关联的N甲基d天冬氨酸受体,在一定程度上刺激P物质的释放的初级传入纤维。31日
传入通路中的二阶神经元的胞体在背角和发送的上行信号通过一个三大片。经典的提升途径spinothalamic或spinoreticular通路。然而,最近的证据也牵连到内脏伤害感受的背列。32伤害感受被认为涉及到横向系统,主要的丘脑系统,和内侧系统,主要是spinoreticular通路。27横向系统被认为疼痛位置编码,分类,和强度而内侧系统编码痛苦痛苦和情感内容。系统有一个三阶神经元外侧ventroposterior丘脑中继电器的感觉皮层传入信号。在躯体感觉,这个途径导致壁感觉皮层。的内脏感觉皮层被认为是脑岛,这是一个激活的颞叶内陷的味道,气味,和肠道扩张。33岁的34外侧疼痛系统既可以代码和非疼痛的感觉,以及刺激的类型和位置。内侧疼痛系统可能提升从脑干网状激活系统区域在髓质和脑桥spinoreticular途径终止的地方。脑干的三阶神经元发送继电器丘脑内侧和intralaminar核。从intralaminar原子核,提升疼痛消息传播双边前额叶皮层,包括前扣带皮层(ACC)(图3)。35
通路参与疼痛控制。中枢神经系统,中枢神经系统;DRG,背根神经节。
ACC被认为是关键的编码痛苦痛苦。人类的一些研究已经表明,反应前扣带核的发自内心的膨胀与主观疼痛强度相关。34岁,36手术损伤这一领域不消除疼痛的感觉(可以由外侧疼痛系统编码)但他们删除相关的情感内容和痛苦。cingulotomy描述后疼痛的病人作为礼物而不是麻烦。ACC被认为作为一个集成中心宽的输入和输出。疼痛相关的刺激可能会从这里传给痛苦记忆的前额叶皮层,解释,响应和其他更高的执行功能。前扣带也是情绪的边缘系统的一部分,称为“papez电路”。37边缘系统介导正面和负面情绪,以及飞行或战斗自主反应。异常扣带和边缘系统的其他部分中描述的抑郁和焦虑。38边缘系统的交集和内侧疼痛系统在ACC可能因此影响肠易激综合症和其他压力相关的疼痛障碍患者。
痛苦也触发自主变化(包括胃肠蠕动和分泌)最终是由下丘脑。中间自主效应包括岛叶皮质区域(尤其是前部分)和眼窝前额皮质,这被认为是旁边缘地区。有可能是这些领域也受到ACC的刺激。39岁,40
肠易激综合症患者的大脑成像
最近的数据表明,肠易激综合症患者在中枢神经系统异常处理内脏疼痛。这些研究通常使用的大脑活动区域脑血流量作为标记在相应的区域。血流可以通过发射正电子的估计注射同位素,但这种方法与延迟求和信号的至少一分钟。功能性磁共振成像(FMRI)可以用在另一种方法来衡量增加当地的氧合血红蛋白的间接测量流。该方法反应在5秒钟内的大脑活动。
西尔弗曼等发表第一个研究使用正电子发射断层扫描(PET)测量中枢神经系统激活,以应对预期或实际IBS患者和患者痛苦的刺激在六个六个控制。36肠易激综合症患者的大脑激活反应主要是在前额叶皮层控制活动增加ACC的表现。36一种解释是,失去前扣带激活导致未能抑制疼痛,前额叶皮层和增加疼痛知觉。随后的功能磁共振成像研究表明,非疼痛和痛苦直肠向外刺激导致激活丘脑,脑岛、前扣带回和前额叶皮层。肠易激综合症患者(n = 16),但不是控制(n = 18),有更大的丘脑和前扣带激活疼痛而不会产生疼痛的刺激。直接比较,更积极的ACC的像素被认为比控制在IBS患者痛苦的刺激(图4)。34
前扣带皮层的激活脑岛和丘脑直肠膨胀后肠易激综合征(IBS)患者和健康志愿者。红点显示区域的激活。
后续研究使用相同的方法表明,前扣带激活疼痛明显增加了焦虑,这是提出,IBS患者也有类似的ACC对疼痛的反应控制。相比之下,丘脑的激活并不影响焦虑和IBS患者仍然增加,可能反映了丘脑传入信号。41后面的初步研究使用宠物和相同的刺激范式西尔弗曼36证实,丘脑的激活增加IBS伴随着减少前扣带激活。42
差异测量中枢神经系统的技术流,扩张模式,预期影响,情绪的主题,和性可以解释不同的前扣带激活在这些研究中。43岁的44然而,宠物和功能磁共振成像数据展示ACC正常疼痛之间的相关性和异常激活丢失和响应直肠疼痛异常。两份报告使用不同的成像技术也证明丘脑代答在IBS内脏疼痛。功能性大脑成像因此支持假说增加传入信号在外围和丘脑之间,和一个改变在ACC对IBS患者的疼痛。
BRAIN-GUT连接
肠易激综合症的一个有趣的模型是压力引起的胃肠功能障碍发生在啮齿动物。避免水压力的老鼠和老鼠刺激结肠蠕动增加,粪便颗粒输出,以及减少胃和小肠过境。45这种影响在很大程度上是由促肾上腺皮质激素释放因子(CRF),可能发布的下丘脑。46CRF的特定对手阻止这些活性异常。
肠易激综合症患者已被证明有增强结肠运动反应外围地注入CRF,47和肠胃敏感是受到CRF的影响,就是明证,外围注入CRF增加强度评级直肠向外刺激的反应。48这种反应可能通过刺激蓝斑的躯体传入刺激敏感性增加,也可能内脏刺激。49下丘脑的应激反应可能是由边缘触发电路调节应激反应。杏仁核,这是边缘系统的一部分,是调节下丘脑促肾上腺皮质激素释放因子的释放。50
痛苦的事实可以被描述的大脑很积极抑制在危及生命的情况下,表明疼痛抑制途径也存在。老鼠可以培育应力诱导镇痛或痛觉过敏,和更多的“禁欲”老鼠已被证明有更大的浓度的鸦片受体在大脑皮层和网状激活系统。这种形式的应力诱导镇痛被鸦片拮抗剂纳洛酮。51降脑啡肽含有止痛的神经元rostroventromedial髓质终止presynaptically原发性脊髓传入,抑制他们动摇背角神经元。异常疼痛抑制可能因此解释长期痛苦的条件,如肠易激综合症。
正如前面提到的,重复的痛苦刺激乙状结肠显著减少直肠疼痛阈值在肠易激综合症,从而“感光”病人后续刺激。14控制这种反应是没有看到,可能是由于在IBS下行疼痛抑制过程的失败。这种机制可能是由于内源性鸦片不足的途径从背角网状激活系统。最近的数据表明,外生鸦片注入正常化过敏性肠易激综合症患者直肠扩张支持这个概念。52
结论
传入神经(感觉)的网络连接从胃肠道刺激大脑编码非疼痛和痛苦。异常上调传入信号强度在任何一个或几个网站在这个系统可能调解胃肠道过敏导致的痛苦和不适,这是肠易激综合症和其他功能障碍的特点。
在病理生理方面,扰动在肠道刺激放大前初级传入神经,或传入神经本身的高反应性,可能会导致过敏。脊髓背角的异常动物模型中描述的敏化作用,并符合扩大viscerosomatic转诊模式出现胃肠功能紊乱。缺乏内源性鸦片的初级传入神经介导的抑制背角表达下调可能导致失败从胃肠道传入消息,导致敏化作用。
丘脑的激活增加描述在IBS可能反映了从外围增加传入信号。异常在IBS的大脑活动,特别是在内侧疼痛系统,最近虽然这些描述可能与病态的心理症状,增强内脏疼痛集中。
胃肠功能紊乱可能是异构的传入系统的复杂性,和许多不同的扰动是可能的。内脏过敏可能会触发增加传出刺激肠道由于集中自主变化介导的。过敏也可能改变运动通过增加肠道afferent-efferent反射。总之,肠道过敏在运动性疼痛和不适和相关反射改变或许可以解释功能性肠道疾病的症状。