科普時間：神經調節了解一下？

隨著觀察的深入，人們發現神經遞質本身也可能受到某種機制的制約：它是如何產生的？又是怎樣發揮作用的？最後又是怎麼保證效率的？這些問題並不能被神經遞質本身的活動所解釋，複雜的神經遞質背後可能有著更為繁瑣的生理機制。

早在上世紀20年代，就有人提出了「調節系統」的概念。美國著名生理學家沃爾特·坎農（Walter B. Cannon）曾假設存在一種「交感-腎上腺系統（sympathoadrenal system）」用來調節兩種交感素（sympathin）：抑制I型和激發E型，坎農及其同事認為這兩種物質是人體發生應激反應的根本因子（1），按我們上一篇科普時間說的，這兩者概念上屬於「神經遞質」。

後續研究證明，確實存在發揮交感素類似作用的物質，這正是「去甲腎上腺素」，不折不扣的一種神經遞質（2），這一年是1946年，可惜的是，坎農沒有撐到自己假設被驗證的那一天，他已於1945年秋天去世。

坎農提出的交感-腎上腺系統也沒有落空，人體確實有這麼一套神經調節體系。名如其實，交感-腎上腺髓質系統由交感神經系統和腎上腺構成，當前者接收到外部刺激信號後，會藉由相應神經纖維釋放神經遞質乙醯膽鹼，後者則能促進行腎上腺合成去甲腎上腺素和腎上腺素，此兩者釋放入血則能發揮各自的生理功能，這其實就是應激反應的基本過程（3，4）。

在這個過程中，大致可以整理出感受、傳入、傳出、效應的一個流程，已經構成了完整的調節體系，但是在實際場景中，作為更高級掌控者的中樞神經系統，其實也參與了這一過程，它的位置在「傳入」和「傳出」之間，旨在為流程加上類似於閥門作用的控制節點。這也一來，還是以交感-腎上腺系統為例，其核心調節流程變成了：下丘腦會分泌一種促腎上腺皮質激素釋放激素（corticotropin releasing hormone，CRH），通過它的作用，腦垂體釋出促腎上腺皮質激素（adreno-cortico-tropic-hormone，ACTH），它的作用就和名字一樣直觀了，促進腎上腺皮質激素的合成，以便人體所需（3）。

通過這樣一個典型的神經生理調節過程，我們大致可以搞明白人體是如何通過神經纖維的運作來維持身體機能的了——從宏觀上，由神經系統通過反射啟動並掌控整個調節流程，而另一方面效應的產生，還需有賴於微觀層面的各種神經遞質（此處是皮質激素）。搞明白這一套通路，在醫學臨床上，就能夠幫助我們理解很多實際的問題，不妨舉個例子。

在年輕的頑固性高血壓患者中，有一種情況常見，即體內皮質激素過量，對於醫生而言，此時需要藉助上述圖示進行病因分析，所以即便外行如讀者諸君，也能得出至少有兩種可能性結論：一種是腎上腺本身分泌過多的皮質激素；另一種則是更高位的因素，或許是ACTH或者CRH分泌過多，迫使低位的腎上腺不得不分泌過量的皮質激素呢？凡此兩種，導向的診斷完全不同，治療措施必然也迥異，所以你們說理解這套體系到底有沒有用、有沒有價值呢？

在上文中，我們還應當注意到乙醯膽鹼的存在，它的作用有些奇怪。在上一篇關於神經抵制的科普時間中，乙醯膽鹼的定位是某種生理功能的直接參与者，而在今天我們論述的話題中，它似乎並沒有衝到最前線，反而變成了關鍵效應因素的調節因素，這是什麼情況？

學界對此的定位也不甚清晰，在老教材中，有學者認為在這種情況下，乙醯膽鹼是作為一種調節性物質而存在的，所以它的身份是神經調質（neuromodulator）（3），而較新的文獻則認為如果以神經調質來命名，則會使乙醯膽鹼的定位模糊：它到底是遞質還是調質？如果都能算是，那麼區分調質和遞質的意義在哪裡呢？

這是一組非常棘手的問題，有人建議重新定義神經遞質，這一派認為，嚴格意義上，只有直接促成離子通道開放，隨後產生興奮或抑制作用的物質才能被稱為神經遞質，而需要通過第二信使來達成目的的物質，都是調質（5），但是這樣一來，神經遞質將所剩無幾（如此說來，學生物化學的同學們有福了），在研究層面又能帶來什麼意義呢？所以，這並不構成神經調節學說的主幹理論。

現在我們一般用「神經肽（neuropeptide）」來代替稱呼神經調質，這類物質和神經遞質的不同在於前者分子量更大，由更大密度更高的囊泡（large dense-core vesicles）包裹著伴隨神經遞質們一起發揮作用（6,7），

參考文獻

1. Dale H. Walter Bradford Cannon. 1871-1945. Obituary Notices of Fellows of the Royal Society. 5 (15): 407–426.
2. von Euler. A Sympathomimetic Pressor Substance in Animal Organ Extracts. Nature. 156: 18–19.
3. 朱大年，生理學，人民衛生出版社，2013
4. 考慮到讀者受眾面，此段描述進行了簡化，隱去了複雜的神經調節流程
5. Snyder H & Innis B. Peptide Neurotransmitters. Annu. Rev. Biochem. 48: 755–82.
6. Anthony N. van den Pol. Neuropeptide Transmission in Brain Circuits. Neuron. 76(1): 98–115.
7. 當然兩者的作用機制並不同，參見上一段黑體字的描述。

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