發炎篇（3）：迷走神經的抗發炎效應

文：張國柱（Chang, Kuo-Chu）

 

病原體、缺血以及其他任何形式的傷害都會促使細胞激素（cytokine）的產生，造成發炎反應。發炎反應原本是受傷組織的修復本能，但是當細胞激素失𧗽或釋出過剩時，便會對組織造成病變。當人體受到病原體的入侵而引發免疫反應時，下視丘-腦下垂體-腎上腺皮質軸線（hypothalamus-pituitary gland-adrenal cortex，HPA axis）會被活化，釋放類固醇，產生抗發炎的作用。HPA軸線的抗發炎反應已為大家所熟悉，現今要介紹的是另一條大家比較不熟悉的迷走神經抗發炎路徑。

 

免疫迷走神經的抗發炎路徑

迷走神經有傳入（afferent）和傳出（efferent）兩種神經元。當迷走神經的傳入神經元偵測到周邊細胞激素的活性增加時，會將訊息傳至延腦的孤立束核，經背運動神經核（dorsal motor nucleus）抵達M1膽鹼激素整合中樞（cholingeric integrative center）。此後，迷走神經的傳出神經元便會將來自中樞的訊號傳至腹神經叢（celiac plexus），在腹神經節處釋放乙醯膽鹼（acetylcholine ），活化腎上腺素脾神經元（adrenergic splenic neuron），促使其在脾臟（spleen）處釋放正腎上腺素（norepinephrine ）。此時正腎上腺素會與脾臟內T細胞的β2腎上腺素受體（β2 adrenergic receptor）結合，促使T細胞釋放乙醯膽鹼。在脾臟處的乙醯膽鹼便會與巨噬細胞的菸鹼乙醯膽鹼受體上的α7次單位（nicotinic acetylcholine receptor α7 subunit）結合，抑制NFkB，使得巨噬細胞無法釋放細胞溵素（如TNF、IL-1和HMGB1），達成抗發炎的作用。值得注意的是：這一路徑在脾臟不存在時，便會失去其抗發炎的功能。

 

心臟迷走神經的調控路徑

迷走神經的傳出神經元亦會調控心臟的竇房結（sinoatrial node）。當心跳（heart rate，HR）變快時，加速的心跳會活化反射迴路，導致迷走神經活性的增加，調降心跳速率以維持心跳的恆定。增加心臟迷走神經的活性，也會影響心跳變異（heart rate variability，HRV）。HRV主要是迷走神經的活性表現。研究指出，HRV和許多疾病的發病率以及死亡率都有很強烈的相關性，往往HR尚未變化之前，HRV已先行反應，可用來預測疾病的進程。

 

心臟迷走神經和免疫迷走神經調控路徑的區隔

對哺乳類動物而言，抑制心跳的傳出迷走神經纖維，是屬於需要高強度刺激的B型和C型神經纖維；而傳遞膽鹼溵素抗發炎路徑的訊號至周邊免疫細胞的傳出迷走神經纖維，則是屬於低閾值的A型神經纖維。因此在不影響心跳的情況下，電刺激低閾值的傳出迷走神經纖維，是可以活化免疫迷走神經路徑，達到抗發炎的作用。

 

HRV與迷走神經的抗發炎效應

研究報告指出：心臟HRV的高低與病患猝死率的多寡有強烈的相關性。我們曾經分析大白鼠心臟的HRV，結果顯示：胃穿孔（gastric perforation）所引起之發炎反應與心臟交感-迷走神經的平衡度有關（請參考「蔡明憲教授醫師之國際期刊論文」）。猶如血色素A1c（HbA1c）之於糖尿病、動脈壓之於高血壓，監測HRV以了解迷走神經的活性，有助於提供慢性病患長期發炎的資訊。發展非侵入式的HRV頻譜分析，有助於了解敗血症、內毒素、心肌梗塞、缺血/再灌流損害、出血性休克、關節炎、炎症性腸病、憂鬱症和其他炎症症候群所導致的細胞激素傷害，並可評估迷走神經的抗發炎效應。因此HRV可用來當作膽鹼溵素抗發炎路徑的生物指標（biomarker）。

 

結語

規律的有氧運動，可以增加迷走神經的活性，並且有效地降低細胞激素的產生，對抗心血管疾病、第二型糖尿病以及動脈硬化。這些運動對人體所產生的保護效應，可部分歸因於運動所誘發的膽鹼溵素抗發炎活性的增加。另一方面，肥胖的特徵卻是：傳出迷走神經的活性降低以及細胞激素的含量增加。這些因素可能都和肥胖症具有胰島素阻抗和動脈硬化的特性有關。由於減重和運動皆可個別地增加迷走神經的活性，因此膽鹼溵素抗發炎活性的增加可被認為是與降低細胞溵素的產量和減少組織所受的傷害有關。由此可知，適度的體重管理和持續有恆的溫和運動，是降低發炎反應、改善代謝症候群的不二法門，既可維護身體健康，又有euphoria的心情感受，無不良副作用，何樂不為呢？

 

蔡明憲教授醫師之國際期刊論文

Tsai MS, Chung SD, Liang JT, Ko YH, Hsu WM, Lai HS, Chang KC*. Enhanced expression of cardiac nerve growth factor and nerve sprouting markers in rats following gastric perforation: the association with cardiac sympathovagal balance. Shock 2010;33:170-178.

 

 

 

 

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