當腸道細菌改變大腦功能時，不自閉不抑鬱不焦慮

到目前為止，腸道細菌可以影響一個人的健康的觀點，已經不是什麼新鮮事，相信很少人會再懷疑。許多人都知道腸道微生物會影響消化、過敏和新陳代謝。這一趨勢幾乎已經司空見慣。

腸道微生物的觸角也在進一步延伸，已經進入到我們的大腦。世界各地越來越多的研究開始關注腸道微生物是如何調控人們的思想和感受的。科學家們已經發現證據表明，腸道中上千種、數以萬億計、重達2-3公斤的細菌可能在自閉症、焦慮症、抑鬱症、阿爾茨海默病、帕金森病、多發性硬化症以及其它神經系統疾病中發揮關鍵作用。

一些最有趣的研究是關於自閉症的。幾十年來，醫生、自閉症患兒父母和研究人員都注意到，大約四分之三的自閉症患者也有一些消化道異常，比如消化問題、腹瀉便秘、食物過敏或麩質過敏等等。這一認識使科學家們開始研究腸道微生物與自閉症之間的潛在聯繫。一些研究發現自閉症患者的腸道菌群組成與健康對照差異顯著。加州理工學院的微生物學家Sarkis Mazmanian專註於一種叫做脆弱擬桿菌（Bacteroides fragilis）的常見物種，這一物種在一些自閉症兒童中數量較少。2013年發表在《Cell》雜誌上的一篇論文中，Mazmanian及其同事給母體免疫激活造成的具有類似自閉症癥狀的小鼠補充從人類中分離的脆弱擬桿菌，結果發現脆弱擬桿菌改變了小鼠的腸道菌群組成，更重要的是改善了它們的行為：它們變得不那麼焦慮，與其它小鼠交流得更多，並且表現出較少的重複刻板行為。

究竟腸道微生物是如何與自閉症相互作用的，究竟是原因還是結果，仍有待進一步的研究。Mazmanian及其同事發現了一種可能的聯繫：一種叫做4-乙基苯基硫酸鹽（4-ethylphenylsulphate，4EPS）的化學物質，似乎是由腸道細菌產生的；他們發現，有自閉症癥狀的小鼠血液中的4EPS水平比其它小鼠高40多倍。4EPS的水平與大腦之間的聯繫尚不清楚，但是當動物被注射這種化合物時，它們就會出現類似自閉症的癥狀。

這些結果表明，調節腸道菌群，至少在一部分患者中，可能是一種可行的治療自閉症的方法。4EPS在這個過程中發揮了重要作用；這就像水流一樣，如果你關掉產生這種化合物的水龍頭，那麼癥狀就會消失，我們就可能能夠扭轉這種疾病，這就是研究人員在小鼠模型中看到的結果。

科學家們也發現證據表明腸道細菌可以影響焦慮和抑鬱。加拿大麥克馬斯特大學腸胃病學研究人員Stephen Collins發現，乳酸桿菌和雙歧桿菌菌株可以減輕小鼠的焦慮樣行為。人類腸道中也攜帶有這兩種細菌。在另一項研究中，Stephen Collins及其同事從一種平常活動較少的膽小的小鼠身上收集腸道細菌，然後將它們移植到另一種平常比較活躍的敢於冒險的小鼠中。結果發現，原本活躍的小鼠似乎變成了不那麼活躍的「膽小鬼」。

總的來說，這兩種微生物似乎都是腸-腦軸中腸道與大腦交流的主要參與者。愛爾蘭科克大學的神經學家John Cryan已經在動物模型中研究了它們對抑鬱症的影響。2010年發表在《Neuroscience》雜誌上的一篇論文中，研究人員給小鼠提供了雙歧桿菌或常見抗抑鬱葯西酞普蘭；然後讓小鼠接受一系列的應激事件，其中包括一項稱為「強迫游泳」的試驗，測試它們在一個沒有出口的水箱中持續游泳的時間。雙歧桿菌和西酞普蘭都能有效地減少小鼠在強迫游泳實驗中的不動時間，提高小鼠的耐力，並降低應激相關激素的水平，表明它們的抗抑鬱作用。另一項實驗中，研究人員使用的是乳酸菌，也發現有類似的結果；補充乳酸菌使小鼠變得更有冒險精神，而且受壓力的影響更小，表明其抗焦慮作用。

到目前為止，大多數微生物影響大腦的研究都在小鼠身上進行的，但是也有一些涉及人類的研究。例如，研究人員將焦慮人群的腸道細菌轉移到無菌小鼠中，移植後，這些小鼠也表現得更加焦慮。

其它研究也檢查了整個人體的反應，而不僅僅是他們的腸道菌群。2015年5月，牛津大學神經生物學家Phil Burnet發表在《Psychopharmacology》雜誌上發表的一篇論文中，研究人員研究了一種益生元對45名健康志願者的壓力水平的影響，益生元是為腸道細菌提供食物和營養的一組碳水化合物。一組受試者被給予5.5克低聚半乳糖（galactooligosaccharide，GOS），而另一組被給予安慰劑。研究人員此前在小鼠身上進行了同樣的研究，這種益生元可以促進了小鼠腸道內乳酸菌和雙歧桿菌的生長；具有更多這兩種微生物的小鼠體內影響焦慮的幾種神經遞質的水平也明顯上升，包括腦源性神經營養因子。

在健康人類志願者中進行的這個研究中，攝入益生元低聚半乳糖的受試者表現出關鍵應激激素皮質醇的水平較低；而補充益生元的志願者在注意力點探測任務（Attentional dot-probe task）中也更側重於關注正面情緒信息，而較少關注負面情緒信息。這個任務通常用於測量焦慮和抑鬱水平，因為焦慮和抑鬱患者通常更加關注那些具有威脅性的或負面的刺激。 研究人員發現，補充益生元的受試者所表現出的結果與那些服用抗抑鬱葯或抗焦慮葯的受試者相似。

最眾所周知的一項人類研究是加州大學洛杉磯分校的研究人員Mayer完成的。他招募了25名健康女性受試者；其中12人每天補充兩次酸奶，其餘則沒有，為期四周。這種酸奶是由乳雙歧桿菌、嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌和乳酸乳球菌發酵的。在酸奶干預前後，研究人員對受試者進行腦部掃描，以評估他們對一系列面部表情圖像的反應，包括快樂、悲傷、憤怒等等。

令人驚訝的是，結果顯示兩組受試者在測試中的反應存在顯著差異；與不喝酸奶的對照組相比，補充酸奶的受試者對這些面部表情圖像的反應更為冷靜，表明酸奶可以影響控制情緒和感覺的大腦中樞的活動。結果反差很明顯，完全出乎研究人員的預料，每天喝兩次酸奶，持續四周，會對人的大腦產生如此大的影響。研究人員認為酸奶中的活性益生菌改變了受試者腸道菌群的組成，並導致改變大腦生化的活性物質的產生。

腸道微生物可能通過多種機制影響大腦。科學家們發現腸道細菌可以產生5-羥色胺、多巴胺和γ-氨基丁酸等神經遞質，所有這些都在情緒中發揮關鍵作用，許多抗抑鬱葯同樣也會增加這些神經遞質的水平。某些細菌還會影響人體對這些化合物的代謝，從而有效地調節它們在血液和大腦中的水平。腸道細菌也可以產生其它神經活性物質，包括丁酸，它們與減少焦慮和抑鬱有關。研究人員也表明，一些腸道微生物可以激活迷走神經，這是連接腸道和大腦的主要交流途徑。另外，腸道微生物與免疫系統也緊密聯繫在一起，免疫系統自身也可影響人的情緒和行為。

從進化的角度似乎也可以解釋腸道微生物與大腦之間的相互連接。畢竟，細菌已經在人體內生活了數百萬年。隨著時間的推移，至少有一部分微生物已經進化出一些通過塑造宿主行為以達到自身目的的方法。改變情緒似乎是一種看似合理的微生物生存策略，因為「快樂的人往往更具有社交性；而我們越愛社交，微生物就有更多的機會交換和傳播」。

隨著科學家們對腸-腦-微生物網路的了解越來越深入，腸-腦-微生物之間的相互作用將成為治療精神疾病的新靶點，最終，我們可能可以像使用百憂解一樣來使用細菌幫助我們對抗精神疾病。由於腸道微生物具有改變我們大腦的豐富經驗，它們可能比目前的藥理學方法更加精確和微妙，並且可能意味著更少的副作用。我們堅信，腸道微生物會對我們如何治療精神疾病產生重大的影響，這將是調節大腦功能的一種全新的方式。

圖片來自網路

文本編譯自：When Gut Bacteria Change Brain Function

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！