探究心理与生理状态的相互作用机制

探究心理状态与生理状态之间的相互作用机制

随着对人体研究的深入,人们发现,急性焦虑会激活交感神经,使心跳迅速加快;而周期性的情绪波动则反映了卵巢与内分泌系统之间的相互作用。

这些现象共同表明,心理状态与生理反应之间的双向沟通,依靠的是比我们过去认识到的更为精细的通路。

近年来,越来越多的研究正在揭开人体机制神秘的面纱。随着深入探索,人们发现在极度焦虑时,他们会有心跳迅猛加速的体验,女性在生理期前后,她们会伴随情绪和皮肤状态的波动,等等这一类现象说明了,心理状态和生理表现之间的相互作用关系远比我们想象的密切得多

下丘脑—垂体—肾上腺轴(HPA轴)在其中发挥着重要作用。

对于这一些维持机体内环境平衡和调节机体衰老过程,HPA轴(下丘脑-垂体-肾上腺轴)起着重要作用。

这一神经内分泌轴通过复杂的信号级联和反馈回路维持激素平衡。我们先从解剖结构上看看它的主要组成部分:

HPA轴可以通过一系列复杂的信号通路进行调节和反馈,从而维持体内激素平衡。我们先来根据HPA轴的结构细分为几个主要部分:

1. 下丘脑室旁核(PVN):位于脑底部、第三脑室下方,与垂体有直接的神经联系。

2. 垂体前叶:位于下丘脑下方,下丘脑释放的激素通过垂体门脉系统对其进行调控。

3. 肾上腺皮质:位于肾脏上方的腹膜后区域,由三个产生类固醇激素的分区组成。

下丘脑室旁核,位于大脑底部,第三脑室下方,直接连接到垂体。

垂体前叶:位于脑下部,直接受下丘脑调控。

肾上腺皮质:位于肾脏上方的腹膜后区。

通过这三个主要区域,调节身体的信号通路可以大致分为CRH通路和ACTH通路。

通过这三个主要区域,这些调控身体的信号通路可以粗略分别为:CRH和ACTH信号通路。

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这个过程可以大致表示为:

压力 → 下丘脑(CRH)→ 垂体(ACTH)→ 肾上腺(皮质醇)→ 反馈抑制。

在有压力的环境下,CRH信号通路起始于下丘脑室旁核,这里分泌的CRH(促肾上腺皮质激素释放激素)被接收于垂体前叶,促使其分泌ACTH(促肾上腺皮质激素)。而ACTH信号通路再把ACTH通过血液送达肾上腺,最终帮助皮质醇的合成和分泌。皮质醇再通过负反馈机制抑制CRH和ACTH的分泌,维持体内激素平衡。

概括来说,HPA轴是主要的压力应对机制,它驱动身体作出适应性变化,进而影响情绪和行为状态。

所以,简单来说,HPA轴是应对压力的主要机制,会导致情绪和行为的变化。

信号通路示意图:

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它如何在生理层面发挥作用?这就需要了解细胞因子的双向通信机制:细胞因子通过迷走神经传递炎症信号。

那它又是怎么在生理上起到作用的呢,我们还需要了解细胞因子的双向通信机制——细胞因子通过迷走神经传递炎症信号细胞因子作为化学信使,影响大脑导致“病态行为”

如前所述,HPA轴的主要产物是皮质醇。皮质醇通过糖皮质激素受体(GR)介导的基因组和非基因组机制发挥作用,直接抑制促炎细胞因子(如IL-1β、IL-6、TNFα),并增强抗炎细胞因子(如IL-10、TGFβ)的作用。

前面我们提到HPA轴的主要输出是皮质醇,皮质醇通过糖皮质激素受体 (GR)介导的基因组效应和非基因组效应,直接抑制促炎细胞因子(如IL-1β、IL-6、TNFα)和促进抗炎细胞因子(如IL-10、TGFβ)的活性来发挥作用。

炎症发生时,炎症介质诱导内皮细胞表达黏附分子(如IL-1β、IL-6、TNF-α),促进细胞因子穿过血脑屏障(BBB)。随后,迷走神经末梢表达IL-1受体,以感知这些细胞因子。检测到信号后,信息被传递至孤束核(NTS),激活PVN和HPA轴。HPA轴产生的皮质醇继而抑制免疫反应,形成负反馈回路。这体现了整个过程的双向性,并最终影响多个器官系统。

当我们身体有炎症时,炎症诱导内皮细胞表达黏附分子(CAM)促进细胞因子穿越血脑屏障(BBB)渗透,再通过迷走神经末梢到达IL-1受体。

感知细胞因子信号后,传递信息至孤束核(NTS),激活下丘脑室旁核(PVN)和HPA轴。而HPA轴产生的皮质醇又抑制免疫反应,形成负反馈。此外,神经递质如去甲肾上腺素和乙酰胆碱也会调节细胞因子的产生。因此这个过程是双向的,再通过身体作用到我们的各个器官。

借助示意图,我们可以更直观地理解这些复杂的相互作用:

这样讲起来是不是很复杂?这是一张可以表示HPA轴、免疫系统和其他身体系统之间的关系图,这些通路就会看起来清晰很多了。

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研究HPA轴的正向调节回路时,也应格外关注负反馈的失调。大量证据表明,HPA轴功能紊乱与抑郁症、焦虑症等精神障碍密切相关。

通过研究HPA轴的正向环路,我们也需要关注它的负向失衡。(据研究,HPA轴功能紊乱与抑郁症、焦虑症等精神疾病密切相关)

皮质醇是什么?

我们一直在谈论HPA的产物之一皮质醇,皮质醇是什么?

皮质醇是一种压力激素。因此,HPA轴的任何失衡都必然导致皮质醇分泌紊乱。皮质醇过高会削弱免疫细胞(如T细胞)的功能,降低免疫力。也就是说,HPA轴产生的皮质醇构成负反馈回路,抑制HPA轴及炎症反应。

皮质醇是一种压力激素,所以HPA的失衡必定带来皮质醇的分泌紊乱,高皮质醇会削弱免疫细胞(如T细胞)功能,降低免疫力,也就是说,来自HPA的皮质醇创造了一个负反馈循环,并熄灭了HPA和炎症反应(早期生活里慢性应激的主要后果之一是HPA失调,正如发育中的神经内分泌系统一样)皮质醇的长期失衡可能诱发或加重类风湿性关节炎等生理症状。

尽管大脑与免疫系统在物理结构上彼此分离,细胞因子却能作为化学信使把它们联系起来,并在先天免疫与获得性免疫的调节中发挥关键作用。这也解释了为什么这些激素会影响我们的身体。

虽然大脑和免疫系统在物理上是分离的,但细胞因子是连接它们的化学信使,它们在调节先天免疫和获得性免疫方面起着关键作用。这也解释了为什么这些激素会给我们人体带来影响。因此,人体在面对免疫威胁时,免疫系统会产生促炎细胞因子来摧毁它?。促炎细胞因子也直接作用于大脑,导致我们可以感受到的食欲不振、疲劳、社交退缩、情绪低落等,回到了我们开头说的,焦虑时可以感受到自己心跳加速或者状态低下等症状,甚至食欲低下,出现皮肤问题等等生理症状。

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因此,HPA轴参与多种重要的生理功能。这张图详细展示了它如何通过调节神经递质与免疫反应来影响神经可塑性。

所以HPA轴在多种生理功能中起重要作用,这个图表详细展示了HPA轴如何通过调节神经递质和免疫反应来影响神经可塑性,并最终导致一系列生理和心理的变化。

神经系统的异常变化可能给身体多个部位带来不同的问题。请看下图:

神经系统的非常规变化会引起身体许多部位的不同的问题。请看下图:

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在美国,超过50%的人患有与HPA轴功能障碍有关的慢性疾病。这些状况也参与成人及儿童抑郁症、行为障碍和创伤后应激症状的病理生理过程。

在美国,超过50%的美国人患有与HPA轴功能障碍相关的慢性疾病(包括如低睾酮、雌激素失衡、代谢综合征、心血管疾病等等),这些症状也在成人和儿童的抑郁症、行为失调和创伤后应激症状等的病理生理学中发挥作用。

下面简要分析两种病理状态中的细胞因子风暴和神经免疫失衡症状:

让我们通过深入两个病理状态下的细胞因子风暴&神经免疫失调症状来和前面的内容建立实际联系:

1. 抑郁症:患者血清中的IL-6和TNFα水平升高,同时海马中的GR受体下调,导致HPA轴负反馈机制失效。

1. 抑郁症:患者血清IL-6、TNFα水平升高,伴随海马GR受体下调,导致HPA轴负反馈失效。

2. 创伤后应激障碍(PTSD):促炎因子通过增强杏仁核活动加重恐惧记忆,同时前额叶皮层的抑制功能受损。

2、创伤后应激障碍(PTSD):促炎因子通过增强杏仁核活性加剧恐惧记忆,并抑制前额叶抑制功能。

因此,稳定皮质醇分泌,是维持良好心理与生理状态的关键。

因此,“稳定”皮质醇的分泌是维护我们良好心理、生理状态的重点。

既然压力反应无法完全避免,那就说些实际的:下面这些方法可以帮助缓解症状。

好了,上点干货,既然应激反应(包括考前焦虑、女性生理期的激素波动(雌激素和孕激素),神经递质如血清素的变化等)无法避免,我们可以采取以下的方式来缓解这些症状:

1. 减少咖啡因摄入。咖啡因会增强去甲肾上腺素和多巴胺的作用,摄入后,皮质醇和肾上腺素水平可能翻倍。

2. 采取健康的生活方式,每天进行有氧运动,哪怕每天只运动半小时。

3. 当你察觉心理状态出现问题时,及时向医生或老师求助。

1、减少摄入咖啡因。咖啡因增强去甲肾上腺素和多巴胺作用,通过抑制腺苷受体干扰睡眠周期,导致入睡困难。长期可引发慢性疲劳和认知功能下降并且突然停用可能导致头痛、疲劳、注意力下降等戒断症状。摄入咖啡因后,皮质醇和肾上腺素水平可能翻倍,并且即使有耐受性,短期影响仍然存在。

2、健康的生活方式,坚持每天有氧运动,即使每天只运动半小时。

3、当意识到自己的心理状态出现问题时,及时寻找医生、老师的帮助。

参考文献:

1.On the Neuroendocrinopathy of Critical Illness: perspectivesfor feeding and novel treatmen(关于危重症患者的神经内分泌病变:营养支持与新型治疗方法的展望):

https://lirias.kuleuven.be/bitstream/123456789/551706/3/post_AJRCCM_Mar_2016_Van_den_Berghe.pdf

2.The regulatory response of the hypothalamus-pituitary-adrenal cortex stress response(下丘脑-垂体-肾上腺皮质应激反应的调节反应):

https://europepmc.org/articles/pmc4074672?pdf=render

3.Receptor Signaling in Stress and Depression(受体信号在压力和抑郁中的作用):

https://www.mdpi.com/1422-0067/20/11/2778/pdf

4.Research on the Mechanism of Stress on Immune Function(应激对免疫作用机制研究):https://m.yisbei.com/literature/detail/id/9635.html