原創 Shweta Kampani 酷炫腦

Yuzuki

以下為朗讀小姐姐的全文音頻

BGM：病變——鞠文嫻

作者 | Shweta Kampani

翻譯 | Yuzuki

審校 | 酷炫腦主創 & 小草

朗讀 | 胡恩

編輯 | 黃喜歡

美工 | 豆漿

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”中如何與大腦產生聯系？

微生物不僅僅存在于我們身體暴露在外的部分，我們體內也有它們的身影。人類與這些身體內外共生的微生物共同存在著，生活著。人體腸道內含有大量的微生物，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，它們有著值得關注的效益。例如，它們可以將復雜的不易消化的食物分解為短鏈脂肪酸（充當能量來源）；人體內的免疫系統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。

圖源 cellcartoons

*譯者注 1 ：原生動物-又稱原蟲。身體由單個細胞所構成，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，寄生在人體腸道內導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腸上皮細胞的形態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。據估計，腸道中的微生物數量與人類真核細胞數量的比為 10：1 ，雖然它們體積十分細小，但這 100 萬億個細胞的質量總計約為 1-2 公斤，換句話說，這幾乎相當于成年人類大腦的質量，可以說是相當奢侈了。

多功能的腸道微生物與人類的身體健康息息相關，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域，該領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系統之間存在著一種聯系，微生物能夠與我們的大腦進行“溝通”；該理論認為，這種“溝通”借由多種不同的途徑發生。

圖源 oprah

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（CNS）系統和腸神經系統（也稱為腸道或第二腦）。迷走神經在這里就扮演了它們溝通的橋梁，迷走神經在我們身體內四通八達，因此它也被稱為“徘徊神經（wanderernerve）”。

關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溝通主導方向的一種暗示。

傳輸的信號到達中繼結構后，會繼續借由突觸傳導到負責調節、情感、聯想、運動或感覺的腦區。在此過程中，神經遞質也起到了促進了大腦傳導交流的作用。

小鼠實驗幫助我們確立了關于迷走神經信號通信的結論。

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。對于那些深受抑郁癥之苦的患者，刺激他們的迷走神經被認為是一種可行的方法。

益生菌的一個菌株：羅伊氏乳桿菌減少了小鼠一些自閉癥行為 | 圖源 autismspeaks

迷走神經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系統和腸道中起到體內神經遞質的作用。雖然它的實際生物功能復雜而多樣，關乎認知，獎勵，學習，記憶等眾多生理過程的調節，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?；椴l癥的原因。

腦中血清素的合成取決于它的先導色氨酸的水平。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色氨酸濃度的降低也有關聯。有趣的是，有證據表明，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系統之間溝通方式的具體過程，科學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，包括關于免疫系統，激素反應，短鏈脂肪酸和宿主遺傳的途徑。

圖源 the-scientist

*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構，并將這種影響遺傳給子女，導致親族之間的腸道益生菌存在相似性。目前二者的具體關系尚在研究中。

簡短點說，我們腸道中的微生物可以與中樞神經系統（大腦）進行交流，并引起與我們的情緒，認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生影響的因素，遺傳、環境、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生？

人體腸道內的微生物數以千計，這些五花八門的微生物群需要廣泛的營養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，必需營養素的攝入量也減少了，特定微生物生長所需基質的可用性也就降低了，最終會導致腸道內的生物失調。

圖源 Yuziki

近來，人們的飲食模式發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，這些疾病發病率的增高就或多或少是這種變化的結果。

*譯者注：紅肉-指烹飪前呈現出紅色的肉類，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系，這種聯系在嚙齒動物和人類身上都有記載。

在動物范例中，科學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節有益。益生菌菌株，特別是乳桿菌和雙歧桿菌表現出了顯著的效益。

*譯者注：牛奶酒（kefir）又稱為克菲爾，是一種發源于高加索的發酵牛奶飲料 | 圖源 revolutionfermentation

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）的受試者表現出對神經內分泌應激反應的抑制，以及對積極和消極警惕的應對處理增加，顯示出早期的抗焦慮特征。

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

益生菌的免疫調節作用，可以通過 T 調節細胞群的產生，以及抗炎細胞因子 IL-10 的合成和分泌而達成。

*譯者注：T 調節細胞-一群具有負調節機體免疫反應的淋巴細胞。起到保護機體不受免疫反應過度勞損的作用。

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

鑒于已有發現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知反應的有益作用。

圖源 chiroeco

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

在一項研究中，健康女性負責控制情感中樞處理的腦區活動改變，與她們連續4周攝入發酵益生菌乳制品（FMPP）有關聯。因此，將益生菌補充劑與迷走神經的刺激相結合，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系已得到很好的證實，但這種聯系的確切機制需要更多探討和適宜的專項研究。

科學家們還對其他的飲食干預進行了評估，結果發現肥胖易導致智力下降，這種結果或多或少是腸道菌群生態失調的影響。最近的一項研究表明，高脂肪喂養環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致其認知能力下降。

圖源 telegraph

此外，高脂肪環境養育的微生物群，在植入小鼠體內后，小鼠的內側前額葉皮質和腸道通透性中的炎癥標記物增加，表明免疫信號傳導的通道可能是微生物群與腦通訊之間的關鍵中介。

這些有趣的結果表明，即使在宿主沒有肥胖的情況下，肥胖型微生物群也可能導致宿主產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也許可以幫助治療肥胖相關的精神疾病。

科學家們還發現了與微量元素鎂相關的聯系。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。

一個有趣的發現顯示，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性。這表明，這種免疫調節，可能是該腸道微生物群組成變化導致行為變化的機制。

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

3. 總結

顯而易見，有許多主要的代謝、內分泌以及神經的通路連接我們的腸道和大腦。實際上，腸道內數萬億個微生物及其副產物對于這些途徑的可塑性大有裨益。盡管這一研究領域在迅速地發展，但至今它仍處于起步階段。

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

此外，影響這些渠道信號傳導的個體營養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，飲食干預可以有益地調節我們體內微生物的多樣性和功能?？茖W家們需要更多有關使用至今的益生菌菌株研究，來反復驗證這一結論。

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過嚴格的人體試驗后才會顯現出來。益生菌和其他更強的飲食干預措施，包括膳食脂肪和多酚，也有可能改變腸道與腦的樞紐，從而改善神經精神疾病，并可能成為精神健康的長期干預措施。

圖源 TED

此外，飲食干預可用于調節已知的微生物、腸、腦功能障礙相關的途徑。例如，處方易消化的抗炎飲食或蛋白質（使色氨酸變得容易獲取，血清素的先導）；此外，充足的微量營養素和常量營養素供應對于健康至關重要，它們為微生物群的健康奠定了基礎。

近來，測序技術得到了廣泛的發展，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聯。我們仍需要進行研究以定義“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措施。營養干預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，具備基本的營養知識對精神科醫生和心理治療師來說，也是至關重要的。

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本文系網易新聞·網易號“各有態度”特色內容

原標題：《腸道快樂，大腦才能幸?！?/p>

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