24 May 2023

大脑的健康源于肠道的健康 肠脑轴线 gut-brain axis 益生菌 Probiotics & Psychobiotics

大脑的健康原来源于肠道的健康

Health & Wellbeing

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我相信我们大家都有过拉肚子,或肚子疼的经历,尤其是肚子疼,会影响我们的情绪,这种短期的细菌感染造成的病态反应会让我们很抑郁,好像明明是肠道的反应,却好像感受是在大脑里产生的,所以在今天的视频里,我们就带着大家去发现微生物与我们大脑的联系。

近年来发现,肠道中的这些生物体与影响情绪的一系列疾病有关,尤其是抑郁和焦虑。细菌不仅让你感到低落;当然合适的细菌也可以改善你的情绪。这是一个有趣的暗示:我们可能通过调节我们肠道内的微生物,改变我们的情绪和感受。

世界卫生组织将抑郁和焦虑列为导致残疾的第一大原因,影响了全球至少3亿人。传统医学认为精神疾病是由大脑中的化学失衡引起的,最近关于精神疾病有了新的发现并提供了一种替代药物治疗的方法。大家一定听说过益生菌( probiotics ),但这我要给大家一个新词—心理菌或精神益生菌( psychobiotics ),它们可能即将改变我们乃至整个地球的情绪。

我们先说说细菌( Bacteria ),细菌自350年前被荷兰生物学家和显微镜先驱安东尼·范·李文虎克( Dutch biologist and microscope pioneer Antonie Van Leeuwenhoek )发现以来,细菌就一直与疾病相关联。直到最近,我们才开始理解微生物也对我们的健康有贡献。它们产生维生素,帮助我们从本来难以消化的食物中获取额外的能量,再比如,通过与病原体竞争和对抗,我们自身的微生物保护我们免受疾病侵袭。

直到2000年,准确的说是2004年,我们才首次获得关于微生物可能影响我们感觉的初步线索,日本九州大学的Nobuyuki Sudo发现缺乏微生物的小白鼠对压力有异常反应。这些所谓的无菌小鼠是通过无菌剖腹产出生,并在无菌环境中饲养的。在自然环境中并不存在这样的动物,因为微生物无处不在:它们会附着在皮肤上,也会在结肠中积累,因为结肠提供了适合大量细菌、真菌和病毒繁殖的条件。没有保护性细菌,无菌小鼠对病原体特别脆弱。

正常的小鼠对食物并不挑剔,可以消耗数百万个病原体而毫发无损,但无菌小鼠仅摄入十几个有害细菌就可能死亡。Sudo及其团队原本预期他们的小鼠会出现身体上的疾病,但他们没有预料到的是,他们观察到的行为出现差异。与较多微生物的同类相比,无菌小鼠在无生命物体上花费更多时间,而非与其他小鼠互动,并对压力有过度反应。它们的大脑也发育较差。虽然很难了解小鼠的内心活动,但它们的行为看起来像是抑郁了。

这种微生物与情绪之间的意想不到的联系被称为肠脑轴线,英文是(gut-brain axis)。Sudo的发现引起了各个领域研究人员的极大兴趣,并引发了一系列的研究。其中一些研究揭示了无菌小鼠与正常小鼠在脑化学方面的差异,包括血清素显著减少,血清素是一种与抑郁相关的神经递质。

另一些研究表明,通过培育模拟人类抑郁症的小鼠发现,喂食某些类型的细菌似乎对它们有益。爱尔兰 科克大学的约翰·克赖恩(John Cryan)和泰德·迪南(Ted Dinan)进行的一项研究发现,某些活性酸奶中含有的乳酸杆菌(lactobacillus rhamnosus)对小鼠具有强大的抗焦虑效果,食用乳酸杆菌酸奶的小鼠变得更加放松冷静。

在人类身上进行无菌研究显然是不可能的。然而,克赖恩和迪南还发现,将患有抑郁症的人的粪便移植给正常小鼠会导致小鼠出现类似抑郁症的症状。这让人们相信小鼠的研究结果与人类相关。如果肠道细菌影响我们的情绪,这将对我们理解和治疗各种心理健康问题产生巨大的影响。2013年,克赖恩和迪南与同事凯瑟琳·斯坦顿(Catherine Stanton)共同提出了“精神益生菌(psychobiotics)”的概念,这是一类可以改善人们情绪的新型益生菌。这一新的研究线索还暗示了我们可以通过饮食来积极影响情绪。

在当时这个想法是大胆的,因为没有人确定肠脑轴线是如何起作用的。问题是,肠道中的细菌如何与大脑进行沟通?早在20多年前的一个惊人的发现,即微生物能够产生几乎人类大脑中的每一种神经递质,包括血清素和多巴胺,而多巴胺与动机和奖赏有关。但是存在一个问题:大脑的设计是通过“血脑屏障”来与大部分外部影响隔离,血脑屏障的英文是blood-brain barrier ,该屏障可以防止细胞、粒子和某些分子(包括神经递质)进入大脑。那么,肠道微生物产生的这些化学物质如何影响大脑呢?

2017年的一个突破性发现 揭示了肠道内膜中的特殊细胞。这些肠内嗜铬细胞(enterochromaffin cells )能够检测到微生物产生的神经递质(neurotransmitters),从而在迷走神经(vagus nerve)中触发脉冲传递,该神经连接着肠道和大脑。更重要的是,针对小鼠的实验表明,切断这条神经会终止许多“精神益生菌”的作用。当迷走神经被切断时,乳酸杆菌并不能缓解小鼠的压力。更多的证据表明,肠道微生物及其产生的分子还可以直接调节血脑屏障的完整性。

肠道微生物与大脑之间的这种明显的沟通甚至可能影响大脑的发育。大脑中充满了具有专门功能的结构,与压力和情绪有关的包括杏仁核(amygdala)、前额叶皮质( prefrontal cortex )、海马( hippocampus )和下丘脑( hypothalamus )。它们通过脑内像拉面一样纷乱的轴突连接在一起,形成了复杂的连线模式,对每个人来说都是独一无二的。这种连接模式的形成于孕育期,并在婴儿的头三年内继续发展。令人惊讶的是,肠道微生物可以影响这一过程。无菌小鼠在杏仁核、海马和前额叶皮质的发育上显示出异常。

微生物可以产生几乎人类大脑中的每一种神经递质。微生物如何做到这一点,并在之后影响大脑,科学尚未做出清楚的解释,但目前可以证明这些结构并不是静态的。例如,抑郁症会导致您的杏仁核变得更加活跃和肿胀,杏仁核负责在危及生命的情况下产生关键的应激反应。抑郁症还可能导致海马萎缩,可能影响您的记忆力。这些物理变化解释了为什么你不能简单地“自我安慰而开心”。

微生物的参与程度尚不确定,但已经发现了肠道细菌与健康人处理情绪的方式之间的联系。2017年,加利福尼亚大学洛杉矶分校的克尔斯滕·蒂利施(Kirsten Tillisch)和埃梅兰·迈耶(Emeran Mayer)研究了40名妇女的肠道微生物,把志愿者分为两组:一组有大量肠道普氏菌属(Prevotella)细菌的人和一组有大量拟杆菌属(Bacteroides)细菌的人。然后,使用磁共振成像扫描来观察两组人群在观看产生情绪困扰的图像时特定脑区的活动。该成像扫描可以以87%的准确度确定个体所属的组别。特别是具有大量普氏菌属菌的小组,其海马活动较少,这通常是患有抑郁症的表现。

蒂利施和迈耶还发现,他们可以通过使用益生菌来影响人们大脑处理情绪的方式。他们给予40名健康女性每日两次摄入含有四种类型细菌的益生菌酸奶,为期四周。脑部扫描显示,这影响了女性大脑情绪中心的活动和物理连接,产生了与更健康情绪处理相关的变化。

摄入益生菌甚至可以帮助患有抑郁症和焦虑症风险的人群。一些研究专注于在怀孕期间和分娩后约有15%的女性受到严重抑郁症的折磨,为了避免她们与宝宝的亲密关系受到影响。在一项2017年的研究中,超过200名女性从怀孕初期到分娩后六个月接受了益生菌的摄入。研究发现,她们的抑郁和焦虑明显改善,因为许多女性在怀孕期间或哺乳期间不愿意服用抗抑郁药物。

数据支持了益生菌在调节我们情绪方面的作用,但在精神益生菌成为主流治疗方法之前还有另一个障碍。目前,我们对于哪些细菌可能对情绪产生良好影响的了解仅停留在模糊的概念上。事实上,我们甚至不知道肠道中确切存在哪些微生物,因为许多微生物无法进行培养。

比利时鲁汶大学的耶罗恩·拉斯(Jeroen Raes)及其同事利用全基因组测序详细了解1000多名人( celebrities )的肠道微生物。他们的报告称,被诊断为抑郁症的人在粪球菌属( Coprococcus )和小杆菌属( Dialister )数量减少。因此,这些细菌有潜力成为人类的精神益生菌。

研究对象还填写了有关生活质量的问卷调查。结果显示,生活质量较好的人往往拥有更多产生丁酸盐( butyrate )的微生物,(丁酸盐是一种短链脂肪酸,有益于滋养和修复肠道)。拥有更多丁酸盐的肠道微生物也产生更多的神经递质多巴胺的前体物质。随后确定了一种名为Butyricicoccus pullicaecorum 25-3T的细菌作为另一个潜在的精神益生菌。

我通过两周的时间来准备这期节目,并阅读了大量的文章,大量的实证指向COVID-19的后遗症是影响了肠道的健康,而肠道健康失衡又是一切情绪失控的元凶,这也就是完美的解释了为什么西方在post-pandemic出现了大量的犯罪,我似乎在一个很严重的社会问题中找到了生理问题的根源。


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1 Comments

Daniel Chyi

11 months ago
大脑的健康原来源于肠道的健康
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