作者 | Shweta Kampani

　　翻譯 |Yuzuki

　　來源 | 酷炫腦

　　你有沒有想過，你的開心與不開心，很有可能都只是你自己腸道中細小微生物的活動變化引起的？你可能覺得這只不過是一個天馬行空的猜想，但事實證明，這種情況并非無稽之談。

　　1。 “房客”微生物在腸道“大廈”中如何與大腦產(chǎn)生聯(lián)系？

　　微生物不僅僅存在于我們身體暴露在外的部分，我們體內(nèi)也有它們的身影。人類與這些身體內(nèi)外共生的微生物共同存在著，生活著。人體腸道內(nèi)含有大量的微生物，這些微生物主要成員是細菌，而另一些則是原生動物和病毒。

　　我們腸道內(nèi)寄生著微生物這件事是可以解釋得通的，事實上，它們有著值得關(guān)注的效益。例如，它們可以將復(fù)雜的不易消化的食物分解為短鏈脂肪酸（充當(dāng)能量來源）；人體內(nèi)的免疫系統(tǒng)也有它們的一份功勞，另外，他們能夠合成一些維生素以及生物活性分子。

　　*譯者注 1 ：原生動物-又稱原蟲。身體由單個細胞所構(gòu)成，因此也被稱為單細胞動物。常見的原生動物有淡水中的大草履蟲，寄生在人體腸道內(nèi)導(dǎo)致腹瀉腹痛的藍氏賈第鞭毛蟲等。

　　*譯者注 2 ：短鏈脂肪酸-又稱揮發(fā)性脂肪酸，包括甲酸，乙酸和丙酸等。被后腸迅速吸收后，既儲存了能量又降低了滲透壓，并且短鏈脂肪酸對于維持大腸的正常功能和結(jié)腸上皮細胞的形態(tài)和功能具有重要作用。

　　人類的腸道是一幢收容著大量微生物的樓房。據(jù)估計，腸道中的微生物數(shù)量與人類真核細胞數(shù)量的比為 10：1 ，雖然它們體積十分細小，但這 100 萬億個細胞的質(zhì)量總計約為 1-2 公斤，換句話說，這幾乎相當(dāng)于成年人類大腦的質(zhì)量，可以說是相當(dāng)奢侈了。

　　多功能的腸道微生物與人類的身體健康息息相關(guān)，而最近，它們又與心理健康掛上了勾。這是一個令人著迷的新研究領(lǐng)域，該領(lǐng)域中有人提出了一個論點：在腸道微生物和我們的中樞神經(jīng)系統(tǒng)之間存在著一種聯(lián)系，微生物能夠與我們的大腦進行“溝通”；該理論認(rèn)為，這種“溝通”借由多種不同的途徑發(fā)生。

　　與大腦之間的溝通渠道并非單行道，而是雙向通道。而這些渠道被稱為腸道微生物群和大腦之間的雙向通信渠道。

　　通過控制腸道與腦神經(jīng)元來達成溝通是眾多渠道中的一種。這種渠道連接中樞神經(jīng)（CNS）系統(tǒng)和腸神經(jīng)系統(tǒng)（也稱為腸道或第二腦）。迷走神經(jīng)在這里就扮演了它們溝通的橋梁，迷走神經(jīng)在我們身體內(nèi)四通八達，因此它也被稱為“徘徊神經(jīng)（wanderernerve）”。

　　關(guān)于這種渠道的一個令人驚訝的事實是，有90%的信號纖維由腸道向大腦連接，而只有大約 10% 的纖維以相反的方式存在（即由大腦向腸道連接）。這種顯著的差異為我們提供了有關(guān)溝通主導(dǎo)方向的一種暗示。

　　傳輸?shù)男盘柕竭_中繼結(jié)構(gòu)后，會繼續(xù)借由突觸傳導(dǎo)到負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)、情感、聯(lián)想、運動或感覺的腦區(qū)。在此過程中，神經(jīng)遞質(zhì)也起到了促進了大腦傳導(dǎo)交流的作用。

　　小鼠實驗幫助我們確立了關(guān)于迷走神經(jīng)信號通信的結(jié)論。

　　舉例來說明，一項針對小鼠的研究表明，補充益生菌對焦慮和抑郁行為有益，前提是實驗對象擁有完整的迷走神經(jīng)。對于那些深受抑郁癥之苦的患者，刺激他們的迷走神經(jīng)被認(rèn)為是一種可行的方法。

　　迷走神經(jīng)只是大腦與腸道之間眾多可行的溝通渠道之一，血清素則是另一種溝通渠道。  血清素在大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)和腸道中起到體內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)的作用。雖然它的實際生物功能復(fù)雜而多樣，關(guān)乎認(rèn)知，獎勵，學(xué)習(xí)，記憶等眾多生理過程的調(diào)節(jié)，但它對人們的快樂感和幸福感也常有貢獻。

　　我們的腸道里有大約 95% 的體內(nèi)血清素，血清素傳遞的變化可能引起胃腸道疾病和一些精神疾病的病理癥狀，這可能是它們常常互為并發(fā)癥的原因。

　　腦中血清素的合成取決于它的先導(dǎo)色氨酸的水平。色氨酸是一種人體不可或缺的氨基酸，我們必須在飲食中足量攝取。

　　一項研究表明，外源性色氨酸水平能夠影響大腦的活動和行為。此外，抑郁癥與人體血漿內(nèi)色氨酸濃度的降低也有關(guān)聯(lián)。有趣的是，有證據(jù)表明，益生菌也會影響色氨酸的代謝，但這種相互作用背后的具體機制尚不清楚，想要闡明腸道微生物群與大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)之間溝通方式的具體過程，科學(xué)家們還有很長的路要走。

　　令人著迷的是，仍有許多其他溝通渠道存在，包括關(guān)于免疫系統(tǒng)，激素反應(yīng)，短鏈脂肪酸和宿主遺傳的途徑。

　　*譯者注：宿主遺傳-指人類宿主本身可能影響腸道益生菌等寄生生物的結(jié)構(gòu)，并將這種影響遺傳給子女，導(dǎo)致親族之間的腸道益生菌存在相似性。目前二者的具體關(guān)系尚在研究中。

　　簡短點說，我們腸道中的微生物可以與中樞神經(jīng)系統(tǒng)（大腦）進行交流，并引起與我們的情緒，認(rèn)知等等的良好或不良后果。

　　2。 是什么在影響著這些微生物們？

　　有很多會對微生物產(chǎn)生影響的因素，遺傳、環(huán)境、分娩方式……但最重要的影響因素是飲食，它對腸道微生物的影響占了 50% ，這也是我們能夠掌控的唯一要素。

　　這迫使我們思考，如果我們有意挑選的食物可能會影響我們的情緒，這種影響是否時常發(fā)生？

　　人體腸道內(nèi)的微生物數(shù)以千計，這些五花八門的微生物群需要廣泛的營養(yǎng)和能量來源以促進它們正常的生長和功能。如果人類宿主的膳食多樣性縮小了，必需營養(yǎng)素的攝入量也減少了，特定微生物生長所需基質(zhì)的可用性也就降低了，最終會導(dǎo)致腸道內(nèi)的生物失調(diào)。

　　近來，人們的飲食模式發(fā)生了較大的成分變化。比方說，紅肉，高脂肪食物和精制糖的攝入量有所增加了。飲食上的這種“西化（Westernization）”再加上久坐不動的生活方式，會導(dǎo)致人體腸道微生物群的變化。

　　慢性炎癥疾病，例如心血管疾病，肥胖癥，抑郁癥，過敏癥，糖尿病和自身免疫疾病，這些疾病發(fā)病率的增高就或多或少是這種變化的結(jié)果。

　　*譯者注：紅肉-指烹飪前呈現(xiàn)出紅色的肉類，例如豬肉，牛肉等。飽和脂肪的含量較高。

　　飲食對微生物的影響上，有兩個關(guān)鍵因素，分別是益生菌和益生元。

　　益生菌

　　益生菌是可以棲息在腸道內(nèi)并有益于宿主健康的生物。酸奶、牛奶酒就是益生菌食品。已有許多研究表明益生菌與我們過去十年的行為之間有一定的聯(lián)系，這種聯(lián)系在嚙齒動物和人類身上都有記載。

　　在動物范例中，科學(xué)家們測試了不同種類的益生菌，然而，似乎并非所有細菌群都對行為調(diào)節(jié)有益。益生菌菌株，特別是乳桿菌和雙歧桿菌表現(xiàn)出了顯著的效益。

　　益生元

　　益生元可以說是我們身體中不易消化的食物成分，它能夠選擇性地刺激腸道中的乳酸桿菌和雙歧桿菌等益生菌的生長。

　　最近，一項人體研究表明，補充益生元（低聚半乳糖）的受試者表現(xiàn)出對神經(jīng)內(nèi)分泌應(yīng)激反應(yīng)的抑制，以及對積極和消極警惕的應(yīng)對處理增加，顯示出早期的抗焦慮特征。

　　*譯者注：警惕（vigilance）-心理學(xué)上定義為在長時間內(nèi)集中注意力的能力。它能夠增加人的心理負(fù)荷，誘導(dǎo)出顯著的壓力水平。

　　益生菌的免疫調(diào)節(jié)作用，可以通過 T 調(diào)節(jié)細胞群的產(chǎn)生，以及抗炎細胞因子 IL-10 的合成和分泌而達成。

　　*譯者注：T 調(diào)節(jié)細胞-一群具有負(fù)調(diào)節(jié)機體免疫反應(yīng)的淋巴細胞。起到保護機體不受免疫反應(yīng)過度勞損的作用。

　　不過，也有其他的可行途徑。例如，已經(jīng)有研究指出腸滲透性的增加能夠誘發(fā)抑郁癥狀，這種情況有可能是源于內(nèi)毒素引起的發(fā)炎，或通過攜帶受體的神經(jīng)膠質(zhì)細胞和神經(jīng)細胞直接激活，并由此對多種微生物產(chǎn)物起反應(yīng)。

　　鑒于已有發(fā)現(xiàn)表明某些益生菌可改善上皮屏障功能并因此降低其滲透性，這種機制可能解釋了益生菌對認(rèn)知反應(yīng)的有益作用。

　　*譯者注：內(nèi)毒素-又稱脂多糖。它是革蘭氏陰性菌外膜的主要成分，對細菌的結(jié)構(gòu)完整性有很大幫助。它存在于血液中被稱為內(nèi)毒素血癥，腸源性內(nèi)毒素血癥能夠增加腸通透性。

　　在一項研究中，健康女性負(fù)責(zé)控制情感中樞處理的腦區(qū)活動改變，與她們連續(xù)4周攝入發(fā)酵益生菌乳制品（FMPP）有關(guān)聯(lián)。因此，將益生菌補充劑與迷走神經(jīng)的刺激相結(jié)合，是否能夠促進抑郁癥的治療效益，將是一個有趣的研究方向。

　　雖然益生菌的消耗與大腦健康和行為之間的關(guān)系已得到很好的證實，但這種聯(lián)系的確切機制需要更多探討和適宜的專項研究。

　　科學(xué)家們還對其他的飲食干預(yù)進行了評估，結(jié)果發(fā)現(xiàn)肥胖易導(dǎo)致智力下降，這種結(jié)果或多或少是腸道菌群生態(tài)失調(diào)的影響。最近的一項研究表明，高脂肪喂養(yǎng)環(huán)境培育出的肥胖型微生物群，在移植到健康的嚙齒動物身上時會導(dǎo)致其認(rèn)知能力下降。

　　此外，高脂肪環(huán)境養(yǎng)育的微生物群，在植入小鼠體內(nèi)后，小鼠的內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)和腸道通透性中的炎癥標(biāo)記物增加，表明免疫信號傳導(dǎo)的通道可能是微生物群與腦通訊之間的關(guān)鍵中介。

　　這些有趣的結(jié)果表明，即使在宿主沒有肥胖的情況下，肥胖型微生物群也可能導(dǎo)致宿主產(chǎn)生與肥胖相似的行為缺陷。這進一步表明，基于微生物群的飲食干預(yù)也許可以幫助治療肥胖相關(guān)的精神疾病。

　　科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)了與微量元素鎂相關(guān)的聯(lián)系。飲食中缺乏鎂元素，易使抑郁行為增加，以及腸道微生物群改變。這表明由于缺鎂導(dǎo)致的腸道微生物群改變，可能是抑郁行為的影響因素。

　　一個有趣的發(fā)現(xiàn)顯示，飲食中缺鎂者的腸道微生物群變化，與海馬體 IL-6 水平的降低之間存在顯著的相關(guān)性。這表明，這種免疫調(diào)節(jié)，可能是該腸道微生物群組成變化導(dǎo)致行為變化的機制。

　　*譯者注：IL-6 -即白細胞介素- 6 ，能夠促進血細胞的發(fā)育，其主要免疫學(xué)功能是加強其它細胞因子的效果。

　　3。 總結(jié)

　　顯而易見，有許多主要的代謝、內(nèi)分泌以及神經(jīng)的通路連接我們的腸道和大腦。實際上，腸道內(nèi)數(shù)萬億個微生物及其副產(chǎn)物對于這些途徑的可塑性大有裨益。盡管這一研究領(lǐng)域在迅速地發(fā)展，但至今它仍處于起步階段。

　　關(guān)于細菌代謝物在多大程度上影響大腦功能的知識，現(xiàn)在還有所欠缺，一部分原因是腸道軸線所涉及的通路過于復(fù)雜了，科學(xué)家們可以通過進一步的研究來攻克難關(guān)。

　　此外，影響這些渠道信號傳導(dǎo)的個體營養(yǎng)素的作用也有待進一步研究。

　　實際上，飲食對微生物群具有顯著的影響。因此，飲食干預(yù)可以有益地調(diào)節(jié)我們體內(nèi)微生物的多樣性和功能。科學(xué)家們需要更多有關(guān)使用至今的益生菌菌株研究，來反復(fù)驗證這一結(jié)論。

　　真正的“精神益生菌”（一種可能有益于心理健康的活細菌）的獲利可用性只有在經(jīng)過嚴(yán)格的人體試驗后才會顯現(xiàn)出來。益生菌和其他更強的飲食干預(yù)措施，包括膳食脂肪和多酚，也有可能改變腸道與腦的樞紐，從而改善神經(jīng)精神疾病，并可能成為精神健康的長期干預(yù)措施。

　　此外，飲食干預(yù)可用于調(diào)節(jié)已知的微生物、腸、腦功能障礙相關(guān)的途徑。例如，處方易消化的抗炎飲食或蛋白質(zhì)（使色氨酸變得容易獲取，血清素的先導(dǎo)）；此外，充足的微量營養(yǎng)素和常量營養(yǎng)素供應(yīng)對于健康至關(guān)重要，它們?yōu)槲⑸锶旱慕】档於嘶A(chǔ)。

　　近來，測序技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展，我們能夠更深入地了解腸道微生物組成，以及變化的微生物群和我們行為之間的關(guān)聯(lián)。我們?nèi)孕枰M行研究以定義“正常的腸道微生物組”，這也許為個性化益生菌群或個性化治療提供可能性。

　　此外，這種技術(shù)也可能為精神疾病患者提供有前途的，物超所值的實用干預(yù)措施。營養(yǎng)干預(yù)措施可以作為精神疾病的多因素治療，以及生物心理社會多方面（biopsychosocial）治療的一個全新的支柱。正因如此，具備基本的營養(yǎng)知識對精神科醫(yī)生和心理治療師來說，也是至關(guān)重要的。

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