下丘脑–缝大核–脊髓排便中枢轴在应激诱导大鼠排便中的参与

为什么压力会扰乱你的胃肠

大多数人都经历过在考试或公开演讲等紧张情境中胃部翻腾、突然感觉急迫，甚至腹泻。虽然这种心理与肠道的联系普遍为人所知，但把心理压力转化为匆忙上厕所的确切神经通路直到现在仍出乎意料地不清楚。这项在大鼠中的研究揭示了一条特定的脑与脊髓回路链，将情绪性应激与下端肠道的强烈收缩关联起来，有助于解释为何应激常常在洗手间表现出来。

一条从焦虑到肠道的大脑通路

研究人员把注意力集中在下丘脑，这一对情绪和自主体功能都很重要的控制中枢。早期研究已表明应激能激活下丘脑和脑干，而这些区域可加速结肠运动。然而，信号如何传到远端的下结肠和直肠——对排便至关重要——尚不清楚。团队使用沿神经纤维移动的示踪病毒，绘制出连接下丘脑到缝大核（脑干结构）的神经元，并从那里沿脊髓向骨盆方向延伸的路径。

应激点亮一条特定的脑–脊髓–结肠链

为模拟心理应激，研究者将大鼠置于被水包围的小平台上，这种经典的“避水”装置能可靠触发焦虑并增加粪便排出。科学家发现，在这种应激下，下丘脑投射到缝大核的神经元被强烈激活。当他们在麻醉的大鼠中化学激活相同的下丘脑区域——尤其是旁室核和背内侧区——下端结肠出现了有力的推进性收缩，动物的血压和心率也上升。阻断称为促肾上腺皮质激素释放因子的应激相关激素并未阻止这些肠道收缩，提示另一种信号系统在起作用。

从脑干到脊髓再到盆神经

下一个问题是大脑的激活如何到达肠道肌肉。团队显示缝大核发出向下延伸的长纤维，在脊髓腰骶段释放化学递质血清素，那里是排便中枢所在地。当研究人员将药物直接应用于脊髓以阻断两种关键的血清素受体类型时，结肠不再对下丘脑的激活作出反应。同样，切断将副交感信号从脊髓传到直肠和远端结肠的盆神经会消除增强的运动。综上，这些实验揭示了一条连续通路：下丘脑→缝大核，缝大核→脊髓排便中枢，脊髓输出经由盆神经到达肠道。

催产素给血清能神经元下达命令

为找出在这条链中激活缝大核神经元的因素，研究者检验了两种候选物：作为常见快速递质的谷氨酸，以及更常被称为“联结”激素的催产素。他们在人工刺激下丘脑时向缝大核定向给药，发现阻断催产素受体会显著减少结肠收缩，而阻断谷氨酸受体则无此效果。显微成像证实，来自下丘脑含催产素的纤维与产生血清素并投射到脊髓的缝核神经元有密切接触。实际上，缝大核中释放的催产素似乎开启了血清能细胞，随后这些细胞驱动脊髓的排便中枢。

关闭该通路可减少应激诱导的肠道运动

最后，团队询问这条通路在清醒动物的应激状态下是否真正重要。他们使用了一种现代的“化学基因学”方法，仅使那些投射到缝大核的下丘脑神经元携带一种特殊的、可被药物激活的关闭开关。当触发该开关时，下丘脑刺激在麻醉大鼠中不再增强结肠蠕动、血压或心率。更显著的是，在自由活动、暴露于避水应激的老鼠中，沉默该通路明显减少了它们排出的粪便颗数，尽管应激情境未变。这表明下丘脑–缝大核–脊髓–盆神经轴不仅存在，而且对于完全的应激诱导排便是必要的。

这对人类肠道问题意味着什么

简言之，这项研究鉴定出一条具体的“焦虑到肠道”回路：应激敏感的下丘脑细胞激活脑干中对催产素敏感的血清素能神经元，后者进一步刺激脊髓和盆神经，使下结肠收缩并排空。尽管工作在大鼠中进行，但人类也可能拥有类似的连线，这有助于解释为什么一些人在压力下出现腹泻，而另一些人则便秘。通过定位特定的脑与脊髓枢纽，这项研究为理解并最终治疗如肠易激综合征等对压力敏感的肠道疾病提供了新的切入点。

引用: Yuki, N., Sawamura, T., Mori, A. et al. Involvement of the hypothalamus–raphe magnus–spinal defecation center axis in stress-induced defecation in rats. Commun Biol 9, 411 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09779-5

关键词: 应激与肠道功能, 脑肠连接, 结肠运动, 催产素与血清素, 肠易激综合征