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肠道菌群如何影响机体的情绪、睡眠以及压力水平?

日期: 2016-10-28
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肠道菌群是“居住”在机体肠道中包含细菌在内的一类微生物群落,其被称为机体中“被遗忘的器官”,肠道菌群除了在机体消化和新陈代谢中扮演重要作用外,还在机体其它方面扮演着重要角色。

我们或许曾经读到过肠道菌群的健康对于大脑健康重要性相关的报道,而且也有研究者发现肠道菌群和机体抑郁、焦虑和压力之间的关联,甚至还有研究者发现肠道菌群会影响机体的睡眠。但我们却很难清楚地知晓科学进入到这个新兴领域的时间,因此到底有什么证据能够证实肠道菌群影响着我们的大脑呢?

肠道如何同大脑进行对话?

当我们机体处于健康状态下,细菌会安全地在机体肠道中定居繁殖,在很大程度上机体的细菌和肠道都是和谐共存的,而且肠道能够滋养,甚至控制细菌的行为,从而直接影响机体的活动。那么细菌是如何获取这些信号的呢?最好的证据就是细菌能够“截获”来自人类肠道中的正常信号通路。

肠道同中枢神经系统之间有着双向的关系,称之为“脑-肠轴”,其能够促进肠道向大脑发送信号,同时接收来自大脑的信号。近来一项研究发现,通过向正常小鼠肠道中添加额外的乳杆菌或许就能够降低小鼠的焦虑水平,当切除小鼠大脑的迷走神经后这种效应就会被阻断,迷走神经是肠道和大脑之间的主要连接,这或许就表明,细菌能够利用脑-肠轴来影响机体大脑。

另一项研究也阐明了这种关系,研究者指出,通过纤维消化产生的细菌代谢物能够增加胃肠激素和神经递质—血清素的水平,血清素能够激活迷走神经的表达,而这或许就是细菌用来与大脑产生连接的方式。细菌还能够通过很多种方式来影响大脑,其中包括通过细菌毒素、代谢产物、营养清除、改变味觉受体以及唤醒机体的免疫系统。

肠道如何影响心理健康?

两项在人类机体中进行的研究都重点对严重抑郁症患者进行了相关研究,研究者发现,严重抑郁症患者机体粪便中的细菌和健康志愿者粪便中的细菌或许并不相同,但他们并不清楚为何会出现这样的差异,或者他们根本并不清楚什么才算是正常的肠道菌群。

在小鼠实验中,通过抗生素、益生菌或者特殊的育种技术引起的肠道菌群的改变或许和机体的焦虑症及抑郁行为直接相关,而且在粪便移植后,这些行为能够从一个小鼠传递到另一个小鼠。更有趣的是,在今年的一项研究报告中,研究者发现,将严重抑郁症患者机体的肠道菌群样本在无菌大鼠机体中进行定植,这些大鼠就会表现出和抑郁症相关的行为改变。

在肠道菌群和心理健康中,压力很有可能也是非常重要的,长期以来我们都知道,压力会诱发早期精神疾病的发生,如今研究者发现压力或许和肠道菌群之间存在双向的关系。研究者发现,将老鼠幼崽置于应激因子中会改变其机体的肠道菌群、压力反应以及机体的行为,而包含有益细菌的一些益生菌群体或许就能够降低小鼠幼崽机体的压力行为。

肠道菌群如何影响机体情绪?

许多和情绪改变相关的疾病,比如肠道易激综合症(IBS)和慢性疲劳综合征(CFS)的发生或许都和肠道菌群直接相关;肠道易激综合症被认为是一种肠道脑部障碍,压力通常会加剧疾病的发生,一半的肠道易激综合症患者在抑郁症和焦虑症上都存在一定困难。目前正在进行的一项研究中,研究者就调查了肠道菌群是否会引发肠道易激综合症患者出现情绪症状,同时研究者也想知道是否肠道菌群和机体胃肠道不适、腹泻和便秘是否有关。

慢性疲劳综合征是一种多系统疾病,很多患者都会经历肠道菌群失衡的表现,在这些患者机体中,肠道菌群的改变会引发一些症状的出现,比如抑郁症、神经认知障碍、疼痛或者睡眠干扰等。近来的一项研究中,研究者对慢性疲劳综合征进行研究发现,较高水平的乳酸菌或许和患者心情较差直接相关,当患者利用抗生素疗法降低肠道菌群失衡时,就会明显改善睡眠和情绪的表现。

目前研究者并不清楚压力和其它因子,诸如肠道通透性和这些障碍发生的关联,但一些下游效应似乎会参与IBS、炎性肠病、CFS、抑郁症和慢性疼痛的发生。

肠道菌群如何影响机体睡眠?

机体的心理健康和睡眠的质量和时间都存在密切关联,有研究表明,肠道菌群能够影响睡眠的质量和机体的昼夜节律钟。在一项对慢性疲劳综合征患者进行的研究中,研究者发现,机体肠道中有害梭状芽胞杆菌水平的增加往往和机体睡眠障碍及疲惫的可能性增加直接相关,但这只是针对女性而言,这或许就表明,肠道菌群的失衡或许会突然间或永久性地影响机体的睡眠。

越来越多的研究都表明,机体的昼夜节律(circadian rhythms)能够调节肠道的免疫反应,免疫细胞对生物钟的效应或许能够研究研究者深入理解睡眠和肠道之间的双向关系;比如,在动物机体中进行的研究就表明,昼夜节律的失调能够导致肠道菌群的失衡,但这种效应可以通过饮食来缓解。

目前研究者越来越关心,睡眠昼夜节律中钟的干扰会导致一系列健康问题的出现,比如肥胖、代谢和炎性疾病、情绪障碍等,而这尤其对于轮班工作者以及经历醒睡模式改变的个体非常重要。

这对于疗法意味着什么?

利用对肠道进行的直接干预来治疗脑部障碍被称之为“psychobiotics”(心理生命学),目前研究者做出了大量的努力,但仍然缺乏明确的证据。在小鼠机体中使用益生菌疗法或许能够减少小鼠机体中皮质醇的水平,并且还能够降低焦虑以及抑郁症等行为;皮质醇是一种重要的压力激素。

但目前在人类机体中进行的研究较少;日前一篇归纳了多项和人类相关研究的综述文章中,研究者指出,绝大多数人或许并不会表现出任何益生菌对其情绪、压力、以及心理疾病产生影响的效应。在有利的方面,一项大型研究就发现,集合所有好东西(水果、蔬菜、纤维的呢过)的平衡饮食或许会明显降低成年人和青年人患精神疾病的风险。

很显然,饮食会影响肠道菌群和心理健康,目前正在进行的一项研究中,研究者想通过研究观察是否这背后同健康的肠道菌群存在一定的关联。健康的肠道菌群和健康的大脑直接相关,然而目前仅有少量在人类机体中进行的研究发现,肠道菌群的健康真的同心理健康直接相关。

目前研究者还有很长一段路要走,未来他们还要进行大量更为深入的研究来具体阐明,如何通过调节肠道菌群来改善大脑的功能及心理健康。

 

参考资料:

【1】Chemical messengers could make poo transplants obsolete

【2】Ingestion of Lactobacillus strain regulates emotional behavior and central GABA receptor expression in a mouse via the vagus nerve

PNAS   doi: 10.1073/pnas.1102999108

【3】Gut microbes promote colonic serotonin production through an effect of short-chain fatty acids on enterochromaffin cells.

FASEB J  doi: 10.1096/fj.14-259598

【4】Is eating behavior manipulated by the gastrointestinal microbiota? Evolutionary pressures and potential mechanisms.

Bioessays  doi: 10.1002/bies.201400071

【5】Transferring the blues: Depression-associated gut microbiota induces neurobehavioural changes in the rat.

J Psychiatr Res  doi: 10.1016/j.jpsychires.2016.07.019

【6】Gut microbiota role in irritable bowel syndrome: New therapeutic strategies

World J Gastroenterol  doi: 10.3748/wjg.v22.i7.2219

【7】Sleep quality and the treatment of intestinal microbiota imbalance in Chronic Fatigue Syndrome: A pilot study

Sleep Science  doi:10.1016/j.slsci.2015.10.001

【8】Circadian Disorganization Alters Intestinal Microbiota

PLOS ONE  doi:10.1371/journal.pone.0097500

【9】Systematic review of evidence to support the theory of psychobiotics.

Nutr Rev  doi: 10.1093/nutrit/nuv025

【10】Gut feeling: how your microbiota affects your mood, sleep and stress levels

转自生物谷

 

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