大脑如何指挥内脏不停运动

20210430期来自:科普时报

王欣

不仅四肢和躯干的肌肉在运动,内脏的肌肉也在运动。内脏运动中最活跃的就是心跳,在人的一生当中要跳动25—30亿次,推动着全身的血液循环。

科学家们对于心血管运动的研究揭开了近代生命科学的序幕。古罗马的大医学家盖仑认为,血液像潮水一样产生,消失于身体的四周,再由肝脏通过食物来转化。这个观点统治了医学界1300多年。16世纪,西班牙的塞尔维特打破盖仑的学说,提出了肺循环学说,认为静脉血通过肺循环变成新鲜的动脉血。17世纪,英国医生威廉·哈维提出了完整的血液循环学说,指出血液从静脉回心,通过肺循环变成动脉血,再进入体循环运输血液至全身器官。威廉·哈维的《心血运动论》被誉为生理学的开山之作,成为科学史上极为重要的文献。

调控心脏的神经是交感神经和迷走神经,它们不受意识支配,可以“自作主张”,也称为自主神经。以心脏为例,我们不能凭借意识发出指令让心跳变快或者变慢,但是当我们剧烈运动、情绪激动的时候,心跳就会自然变快了。这说明心脏是被神经系统控制的。这种控制每时每刻都在发生:如果心脏不接受外来神经的支配,按照自身节律性每分钟跳动100次;安静状态下,迷走神经对心脏的调控比较强,心跳每分钟75次左右;运动或情绪激动的时候,交感神经对心脏的调控比较强,心跳会加快,收缩力也会加强。

调控心脏的交感神经从脊髓发出,迷走神经从脑发出。这些神经既然不受意识支配,又是凭借什么发出运动指令呢?以心血管运动的神经调节为例,心血管系统中存在血压感受器。当血压波动超过正常范围,它们就会发出信号传到延髓的心血管中枢,再通过交感神经和迷走神经调节心肌和血管平滑肌的运动,使血压恢复正常。此外,延髓以上的各级中枢对心血管也有一定的调节机能。比如,紧张的情绪传到下丘脑,下丘脑就会发出信号给延髓的心血管中枢,使交感神经的活动加强,血液大量供应给脑和肌肉来应对突发事件。在神经系统的支配下,心血管的运动可以根据人体的需要调节血液供应,又不至于波动过于剧烈,可谓精巧严密、调控有方。

除了血管壁,在胃肠道、呼吸道、泌尿系统、生殖系统等处也分布着各种内脏平滑肌。平滑肌的运动原理与心肌、骨骼肌(即四肢和躯干的肌肉)类似,也是靠粗肌丝

和细肌丝的滑行,使细肌丝插入粗肌丝中央,肌纤维的长度缩短。它的收缩也不像心肌、骨骼肌那么快速而有力,相对缓慢而微弱。平滑肌运动同样受到神经支配,以胃肠道平滑肌为例,接受交感神经和迷走神经的双重支配。不过这里的情况与心脏相反,交感神经兴奋使胃肠道运动减弱,而迷走神经兴奋使胃肠道运动加强。细想不难发现,胃肠道是负责“后勤保障”的,紧急情况下应该“退居二线”,不来添乱;安静状态下则要加紧工作,给机体补充能量。心脏和胃肠道上的受体类型不同,交感神经或迷走神经释放的神经递质与不同受体结合后,可以产生不一样的效应。

随着生活节奏加快,很多人患上胃溃疡之类的疾病,这也与神经系统的“功能失常”有关。情绪紧张会使交感神经活动加强,抑制胃的运动,使食物在胃中停留的时间过长,食物会不断刺激胃酸的分泌。胃酸在黏液之中找到一个小小的薄弱点,刺激胃壁造成溃疡。小的溃疡可以自行修复,如果持续的情绪紧张使小溃疡发展下去,会形成较大的溃疡,必须到医院治疗。

保护我们的内脏,必须合理使用大脑,维持良好的情绪。中医认为“喜怒忧思悲恐惊”这七情过度是致病的内因,西医也从神经反射的角度给出了证据。内脏是生命得以延续的基础,如果出现问题会牵一发而动全身,可能产生继发病变。锻炼身体,充足睡眠,合理饮食,改善情绪,做好这些功课,我们的内脏就可以勤勤恳恳地工作很多年,为人生奠定幸福的基石。

(作者系华中师范大学副教授,中国神经科学学会会员)

powered by 闻道