神经内分泌反应
当受到强烈刺激时,机体就会出现蓝斑-交感-肾上腺髓质系统和下丘脑-垂体-肾上腺皮质系统(HPA轴)的强烈兴奋,以适应刺激,提高机体抗病的能力。因此,应激时的神经内分泌反应是疾病时全身性非特异反应的生理学基础。
(一)蓝斑-交感神经-肾上腺髓质系统
1.组成单元蓝斑-交感神经-肾上腺髓质系统中枢整合部位主要位于脑干的蓝斑。蓝斑中的去甲肾上腺素能神经元具有广泛的上、下行纤维联系。上行纤维主要与边缘系统等部位有密切的往返联系,成为应激时情绪、认知、行为功能变化的结构基础。下行主要至脊髓侧角,行使调节交感神经系统和肾上腺髓质系统的功能。蓝斑是中枢神经系统对应激最为敏感的部位,应激时可迅速启动,使机体做出快速反应。
2.基本效应 包括中枢效应和外周效应两方面。
(1)中枢效应:脑内去甲肾上腺素的释放可使机体兴奋性、警觉性提高,也可引起紧张、焦虑等不良情绪反应。此外,蓝斑内的去甲肾上腺素能神经元还与室旁核分泌促肾上腺皮质激素释放激素的神经元有直接的纤维联系,该通路可能是应激启动HPA轴的关键结构之一。
(2)外周效应:血浆肾上腺素、去甲肾上腺素及多巴胺等儿茶酚胺浓度迅速升高。交感神经兴奋主要释放去甲肾上腺素,肾上腺髓质兴奋主要释放肾上腺素。交感-肾上腺髓质系统的强烈兴奋主要参与调控机体对应激的急性反应,介导一系列的代谢和心血管代偿机制以克服应激原对机体的威胁或对内环境的干扰,使机体处于一种唤起状态,有利于应对各种变化了的环境。
3.防御意义血中儿茶酚胺浓度升高可通过增多血液中能量物质、调整供血和提高肺通气量等途径,增加机体能量供应(图7-1)。

图7-1 应激时儿茶酚胺增加机体能量供应示意图
(1)对代谢的影响:儿茶酚胺可抑制胰岛素的分泌,促进胰高血糖素的分泌,进而促进糖原分解,升高血糖;此外,儿茶酚胺和胰高血糖素可促进脂肪分解,提高血浆中游离脂肪酸水平。血糖和血浆中游离脂肪酸浓度升高可满足应激时机体增加的能量需要。
(2)对心血管系统的影响:①儿茶酚胺可引起心率加快、心收缩力加强,导致心排血量增加。②心排血量增加及儿茶酚胺引起的外周阻力血管收缩,可导致血压升高,对于失血性应激,则有利于血压的维持。③由于α肾上腺素受体在皮肤、胃肠道、肾等部位密度较大,儿茶酚胺浓度升高时可引起这些部位的血管收缩,供血减少。由于儿茶酚胺通常对心脑血管无明显影响,因而使心、脑的血液灌流得到保障。此外,在与格斗及逃避有关的应激反应或剧烈运动中,骨骼肌血管扩张,血流量可明显增加。
(3)对呼吸的影响:儿茶酚胺可引起支气管扩张,增加肺的通气量,使机体供氧增加。
(4)对其他激素的影响:儿茶酚胺分泌增多是引起应激时多种激素变化的重要原因,可促进生长激素、肾素、ACTH、促红细胞生成素及甲状腺素等激素的分泌。
4.不利影响 血液中儿茶酚胺浓度过高,可给机体带来一系列不利影响或损害。
(1)内脏缺血:儿茶酚胺引起的血流重新分布,尽管保证了心、脑的血液供应,但却可导致胃肠道、肾脏等器官出现缺血性损伤。胃肠道黏膜可出现糜烂、溃疡及出血,严重时可引起应激性溃疡。肾血流量减少可导致肾小球滤过率降低,肾脏功能受损。
(2)儿茶酚胺促使血小板数目增多,聚集性增强,促进血栓形成。
(3)慢性应激引起的外周阻力血管长期收缩,可跟其他因素一起诱发高血压。
(4)心率过快可引起冠脉灌流减少,心率加快及心肌收缩力增强可导致心肌耗氧量增加,这些因素可导致心肌能量供应出现障碍。(https://www.daowen.com)
(二)下丘脑-垂体-肾上腺皮质激素系统(HPA轴)
1.组成单元 下丘脑-垂体-肾上腺皮质系统中枢整合部位主要位于室旁核,其上行纤维也主要投射到边缘系统,下行神经纤维则主要通过促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)调控腺垂体分泌促肾上腺皮质激素(ACTH),进而调节肾上腺皮质对糖皮质激素(GC)的分泌和释放。
2.基本效应 也包括中枢效应和外周效应两方面。
(1)中枢效应:下丘脑室旁核细胞分泌的CRH通过垂体门脉循环进入垂体前叶,刺激ACTH的释放,后者作用于肾上腺皮质,促进糖皮质激素(皮质醇)的分泌。通常认为,适量的CRH增多可使机体兴奋或有愉快感,但大量的CRH增加,特别是慢性应激时CRH的持续增加则造成机体适应机制的障碍,可出现抑郁、焦虑及厌食等情绪行为改变。CRH引起应激情绪行为反应的神经通路与杏仁体有密切关联。CRH还可促进蓝斑中去甲肾上腺素能神经元的活性,使HPA轴对蓝斑-交感-肾上腺髓质系统也产生影响。
(2)外周效应:外周效应主要由糖皮质激素分泌增加引起,对抵抗有害刺激起着极为重要的作用。
3.防御意义 一些实验显示,在应激中,肾上腺皮质发挥非常重要的作用。例如去除双侧肾上腺后,动物在应激条件下极易死亡,但如保留肾上腺皮质或给动物注射糖皮质激素,动物生存能力显著提高。大量的临床观察也证明,肾上腺皮质功能低下患者,对应激源的抵抗力明显降低。
(1)对代谢的影响:糖皮质激素可促进蛋白质分解及糖异生,补充肝糖原的储备。此外糖皮质激素还能抑制外周组织对葡萄糖的利用和摄取,从而相应提高血糖水平,保证重要器官葡萄糖的供应。
(2)维持儿茶酚胺和胰高血糖素等激素的作用:糖皮质激素可保证儿茶酚胺及胰高血糖素的脂肪动员作用。另外糖皮质激素还维持血管系统对儿茶酚胺的敏感性。只有在糖皮质激素存在的条件下,儿茶酚胺才能引起血管收缩性反应。当肾上腺皮质功能不足时,血管平滑肌对去甲肾上腺素变得极不敏感,易发生血压下降及循环衰竭。
(3)稳定细胞膜及溶酶体膜:糖皮质激素可诱导产生巨皮质素(macrocortin),也称脂调蛋白(lipomodulin)。巨皮质素可抑制磷脂酶A2的活性,减少膜磷脂的降解,保护细胞膜及细胞器膜,同时减少前列腺素等炎症介质的生成。炎症时,可抑制溶酶体膜破损,防止或减少溶酶体酶外漏,以避免或减轻蛋白水解酶对附近组织细胞的损害。
(4)抗炎、抗过敏作用:糖皮质激素可抑制众多炎症介质的产生、释放和激活。如前列腺素(PGs)、白三烯(LTs)、血栓素(TXA2)和缓激肽等。
4.不利影响 慢性应激时,HPA轴的持续兴奋导致糖皮质激素持续增加,会对机体产生一系列不利影响,如抑制免疫系统功能,以致患者免疫力降低,易发生感染;抑制生长激素的分泌,造成生长迟缓、行为异常等;抑制性腺轴,患者可出现性功能减退、月经不调等;抑制甲状腺轴,可引起物质代谢障碍,出现高血糖、高血脂和胰岛素抵抗等。此外,长期的慢性应激还可使患者出现抑郁症,甚至自杀倾向。
(三)其他激素的变化
应激时,除上述介绍的神经内分泌变化外,其他一些激素的含量也发生变化。
1.胰高血糖素与胰岛素应激时交感神经兴奋,血浆中儿茶酚胺浓度升高,导致胰高血糖素分泌增加,胰岛素分泌减少,从而引起血糖升高。
2.生长激素 急性应激时交感神经兴奋刺激生长激素分泌。生长激素可以促进脂肪动员,提高血液中游离脂肪酸浓度;可促进甘油和丙酮酸合成为葡萄糖,并抑制组织对葡萄糖的利用,因而升高血糖;生长激素还可以促进氨基酸合成蛋白质,以此来抗衡应激时糖皮质激素促进蛋白质分解的作用,因而对组织有一定保护性。与急性应激不同,慢性应激时生长激素分泌减少,可引起一系列生长发育障碍。
3.醛固酮与血管升压素 创伤、手术、失血、缺氧、烧伤、疼痛及情绪紧张等应激源可引起血管升压素(ADH)分泌增加;儿茶酚胺浓度升高引起肾血管收缩,肾血流量减少可激活肾素-血管紧张素-醛固酮系统,使血浆醛固酮水平升高。ADH和醛固酮可促进肾远端小管和集合管对钠、水重吸收增多,以维持应激时患者血容量。
4.β内啡肽许多应激源(手术、分娩、电刺激、严重感染、失血、脊髓损伤、疼痛等)可引起人血浆β内啡肽含量明显增多。血浆β内啡肽水平的升高程度与ACTH平行,因为两者具有同一前体,即阿片样肽黑素皮质激素原(proopiomelanocortin)。CRH可刺激β内啡肽释放,且β内啡肽也受血浆糖皮质激素的负反馈调节。β内啡肽对HPA轴和交感神经-肾上腺髓质系统均具有抑制作用,因此可避免应激时这两个系统的过度兴奋。此外,β内啡肽具有很强的镇痛作用,缓解因疼痛诱发的其他不良应激反应。