腸道細菌和大腦：我們是否受微生物控制？

雖然我們的大腦和腸道之間的相互作用已經進行了多年研究，但其複雜性比最初想像的更深。似乎我們的頭腦在某些部分受到我們腸道細菌的控制。

腸道對病原體具有防禦能力，但同時也鼓勵「健康的」腸道細菌的存活和生長。

絕大多數這些單細胞參觀者都位於結腸內，每克腸內容物中不能少於1兆。

估計我們腸道細菌感染者的數量是具有挑戰性的; 到目前為止，最好的猜測是40兆細菌把我們的腸子叫做家 - 部分取決於你最後一次排便的大小（糞便的主要成分是細菌）。

為了把這個難以處理的數字看得很透徹，我們的身體由大約30兆個細胞組成。所以，在一個非常真實的意義上，我們比人更多的是細菌。

我們的大部分腸道細菌屬於30或40種，但總共可以有多達1,000種不同的物種。總的來說，它們被稱為微生物群。

當然，細菌確實可以從我們腸道的溫暖和營養中受益，但它不是單向關係 - 它們也會回饋。

有些物種通過將膳食纖維分解成短鏈脂肪酸，然後我們可以吸收和使用，從中受益。他們代表我們代謝多種化合物，並在維生素 B和K 的合成中發揮作用。

在柵欄的另一側，最近的研究推斷腸道細菌失調可能是炎症和自身免疫病症的重要因素。

微生物組在健康和疾病中的作用只是慢慢放棄其秘密。最新的也許是最顯著的發現是腸道細菌能夠緩和我們的大腦和行為的能力。

為什麼腸道和大腦有聯繫？

我們膽量的問題是生死攸關的問題。如果腸道是空的，我們的大腦必須被告知; 如果我們的腸道有問題會妨礙食物加工並因此妨礙營養吸收，則需要通知大腦。如果我們的腸道面臨著病原體攻擊，我們的大腦應該保持在循環中。

我們的腸道和大腦之間的聯繫是荷爾蒙，免疫和神經，通過中樞神經系統和腸道神經系統來控制腸道的功能。總的來說，它們被稱為腸腦軸。

儘管乍看之下，腸道和大腦之間的聯繫看起來可能令人驚訝，但我們都已經體驗到了它的行動。壓力，焦慮和快速排便之間的關係對任何人都不陌生。

這些腸腦交談已經研究了一段時間。然而，最近這一夥伴關係的新水準已經瞥見; 研究人員正在考慮我們的微生物群對腸 - 腦軸的影響。換句話說，研究人員正在問：腸道中的細菌是否會影響我們的心理和行為？

微生物腸道微生物軸或微生物 - 腸 - 腦軸的定義，相當笨拙，研究人員只是開始刮擦其表面。

壓力和腸道

在人類中，下丘腦 - 垂體 - 腎上腺（HPA）軸是任何類型的應激的主要反應者。它是邊緣系統的主要參與者之一，並且大量參與情緒和記憶。

壓力激活HPA軸，最終導致釋放皮質醇 - 「應激激素」 - 對許多器官（包括大腦和腸道）具有多種作用。

這樣，大腦對壓力的反應直接影響腸道細胞，包括上皮細胞和免疫細胞，腸神經元，Cajal間質細胞（腸道起博器）和腸嗜鉻細胞（血清素合成細胞）。

相反，這些細胞類型也受到我們駐地軍隊細菌的影響。儘管微生物對大腦調節大腦的機制不太清楚，但事實證明，雙向對話確實存在。

微生物有什麼不同

微生物可能對我們的心理活動有一定控制的第一個線索來自20多年前。發現肝性腦病患者（由於嚴重肝臟疾病導致腦功能下降）被發現在服用口服抗生素後有明顯改善。

後來的研究提供了進一步的暗示，認為微生物組對精神狀態的影響不止一個; 它被發現影響焦慮和抑鬱樣行為。

另一個關鍵的觀察將自閉症與生態失調（微生物失調）聯繫起來。患有自閉症的兒童通常在其腸道中具有異常和較少多樣化的細菌群落。一位研究人員總結說：

「我們懷疑腸道微生物可能會改變神經遞質相關代謝物的水準，影響腸道與大腦之間的交流和/或改變大腦功能。[...]腸道細菌和神經遞質相關代謝物之間的相關性是踏腳石，以便更好地理解腸道細菌與自閉症之間的相互干擾。「

2004年的研究人員指出，沒有腸道細菌的小鼠對應激反應有HPA軸的過度反應。使用類似的無菌小鼠的進一步研究已經證明它們缺乏腸道細菌改變了記憶功能。

無菌小鼠一直是研究微生物 - 腸 - 腦軸的有用工具。他們幫助證明了事情正在發生，但結果不可能推斷到人類身上。它們不複製人類已知的自然情況 - 沒有無菌人類這樣的事情。

其他研究使用了不同的方法; 一些研究了腸道菌群產生的神經活性化合物的作用; 其他人仍然研究了具有精神或神經學差異的個體的腸道菌群的差異。

總的來說，研究並沒有定論。即使看到腸道菌群變化，永恆的雞或雞蛋問題依然存在：由腸道菌群變化引起的精神病狀況，還是精神病狀況及其改變的行為模式導致腸道菌群變化？或者，是否有雙向互動？

腸道菌群如何調節大腦？

細菌對人類心理的影響正在慢慢成為焦點。

已知應力增加腸內膜的滲透性; 這使得細菌更容易獲得免疫系統和腸神經系統的神經元細胞。

這可能是細菌找到影響我們的方式之一。但是，另一個更直接的路線也已被證明。

一項使用食源性病原體的研究提供了證據，證明腸道中的細菌可以通過直接激活迷走神經來激活應激迴路- 迷走神經是一種提供許多器官（包括上消化道）的顱神經。

更直接的途徑仍然可能涉及微生物組與腸神經系統的感覺神經元直接接觸。研究表明，這些感覺神經元在無菌小鼠中的活性較低，並且一旦小鼠被給予益生菌以補充它們的微生物群，神經元的活性水準恢復正常。

益生菌影響心理

如果無菌小鼠表現出行為上的差異，接下來的問題是向動物添加腸道細菌是否可以做出類似的改變。薈萃分析發表在Journal of Neurogastroenterology and Motility上，整理了研究益生菌對人和動物中樞神經系統功能影響的研究結果。

他們檢查了25個動物和15個人體研究，其中大多數研究在2-4周內使用雙歧桿菌和乳酸桿菌。正如作者所說，儘管像這樣將動物研究轉化為人類術語是一個狡猾的遊戲。他們總結說：

「這些益生菌顯示出改善精神障礙相關行為的功效，包括焦慮，抑鬱症，自閉症譜系障礙，強迫症和記憶能力，包括太空和非太空記憶。」

PLOS One發表的另一項研究發現，與年齡相關的記憶力下降可以通過改變益生菌腸道內放線菌和細菌的水準來逆轉。

作者的結論是：「這些數據支持腸道微生物群可以被操縱以對神經元功能產生積極影響的觀點。」

微生物 - 腸 - 腦軸的未來

在這些科學家面前有一條漫長而曲折的路線，足以探索微生物 - 腸 - 腦軸的奇異現實。毫無疑問，許多分子以不同程度涉及各種方式。

在遙遙無期的未來，或許專門針對微生物組的藥物將用於精神疾病; 微生物組可能成為某些疾病的預警系統，甚至成為診斷工具。

現在，我們所能做的就是思考細菌對我們日常心理狀態的影響。我們也應該感到驚訝和好笑，人類像我們認為的那樣聰明，部分在單細胞生命形式的控制之下。

也許我們應該記住，細菌在數十億年前就已經超越了我們，並且很有可能比我們的物種活了數十億年。