肠道菌群与心理健康

刊序:健茶编辑在《健茶肠道菌群与心理健康》的栏目策划初衷是试图透过最新的领域前沿和专家研究成果来探讨肠道菌群与心理健康的关系。以健茶专刊+专家访谈的内容呈现来促进人们在健康上更为全面的认知与了解。欢迎指正和给我们提出宝贵意见和建议!


健茶专刊责编|shirly.shen

健茶特邀学者|张晨虹


人体不但有大脑,还有第二大脑,这是美国哥伦比亚大学神经学家迈克•格尔松教授最早提出的。肠管和肠道神经系统、肠道微生物形成了人体的第二大脑——肠脑,它影响人的喜怒哀乐、思维和认知能力。近年来,肠道微生物与心理健康的关联逐渐得到关注,脑-肠轴的发现对揭示肠道微生态环境如何影响心理健康的神经生物学机制打开了一扇窗口,也提示了探索心理健康新的方向。


什么是肠道菌群

人类胃肠道中定植着约500 1 000 种不同菌种的微生物,统称为肠道菌群。人体内的微生物超过90%为肠道菌群,数量约为 10131014,超过人体细胞总数的10所编码的基因至少是人类基因组的150倍。大量研究表明,肠道菌群与肥胖、糖尿病、关节炎、肝硬化、癌症等健康相辅相成。近年来,在国家的倡导下,以下一代测序技术为基础的精准医疗被广泛应用于医疗健康研究领域,基因组学+肠道菌群被称为人类的“第二基因组”。


肠道微生物及其肠道环境是地球上最密集的生态系统之一,其微生物不仅包括细菌,还包括古生菌、酵母、原生生物和病毒。结肠是微生物菌群最为密集的部位,其中细菌数量达到1011 1012,病毒微生物负荷估计比细菌负荷更高,大多数是感染细菌和古生菌噬菌体,酵母菌和其他真核生物(如原生生物可能只占结肠菌群的一小部分。



什么是脑肠轴

肠道的神经元被误以为仅仅是控制消化和蠕动,实际上肠道通过迷走神经直连头脑,可以将信息从肠道传播到头脑。肠道拥有独立于大脑的复杂神经系统,其神经元数量远远超过脊髓和外周神经系统。-脑轴是由免疫、神经内分泌和迷走神经途径构成的肠道和脑之间的交流系统。动物研究(无菌动物、肠道病原菌感染以及抗生素和益生菌处理动物)和临床观测结果表明,肠道菌群通过肠-脑轴对宿主的应激反应、焦虑、抑郁和认知功能产生重要影响。

肠道菌群与心理健康

文献记载的、有相关证据支持的、与肠道菌群有关的心理疾病主要有:


 1.孤独症谱系障碍 (autism spectrum disordersASDs)


传统意义上认为 ASDs 具有很强的遗传性,但单基因病和染色体异常仅在 ASDs 中占小部分。而研究发现,许多 ASDs 患者会出现胃肠道症状,包括腹泻、便秘、腹胀和腹痛,ASDs 患者螺旋梭状芽胞杆菌和集群梭状芽胞杆菌 I  XI 显著增加Finegold SM 等研究表明 ASDs 患者脱硫弧菌属有所增加; Wang L 等发现ASDs患者萨特氏菌属和瘤胃球菌属水平更高。这些成分的变化都表明了 ASDs患者肠道微生物菌群失调。


 2.焦虑和抑郁(anxiety and depression)


肠道微生物中特定的促生素或抗生素能够影响抑郁样行为,最新的研究表明,肠道微生物在饮食质量和抑郁障碍中起到中介作用,饮食质量较差导致肠道菌群改变可能会诱发和加剧抑郁症状。


 3.其他


有研究表明,厚壁菌能够强化免疫力,拟杆菌影响体重,梭菌可使脾气性格失控,肠胃炎症可导致女性抑郁样行为。肠道微生物可以让我们患强迫症、孤独症,研究人员发现患有这些疾病的人,都同时患有消化系统功能性疾病。

 


有研究者表明,微生物的定植过程可能在出生前就已经开始,通过胎盘在母体和婴儿之间进行转移,并可能受到母体妊娠期微生物菌群的影响;随后,自然分娩过程中微生物直接从产道和肛周区转移给婴儿;最后,母乳喂养提供和支持了婴儿肠道特定微生物定植过程。在断奶期的开始,微生物菌群的组成逐渐稳定和成熟,断奶前期有个重要的窗口期——微生物群对成年海马神经发生产生影响,生命早期微生物群对肠-脑相互作用具有重要意义,从这一刻,微生物菌群能够维持数月或数年甚至整个生命历程,仅仅会有轻微变化。因此,肠道菌群对心理健康的影响大概从生命早期已开始且较为持久,那么,肠道菌群影响心理健康的可能机制有哪些呢?

 

肠道菌群影响心理健康的主要可能机制


1.迷走神经

迷走神经是肠腔到延髓孤束核的主要通路,也是肠道微生物与中枢所调节的行为之间神经交流的重要途径,可通过选择性迷走神经切断术预防微生物引起的相应机体应激效应。丹麦的一项大型流行病学研究中研究人员发现接受过完全性迷走神经切断术的患者较少发生帕金森病,支持了帕金森病可能起源于胃肠道并通过迷走神经传播到脑内的学说。


2.神经内分泌

a)  神经递质 5-羟色胺5⁃hydroxytryptamine5⁃HT促进成年神经发生,肠道细菌在肠道和多个脑部区域的 5-羟色胺能通路中起作用。肠道微生物群还可以通过改变神经递质前体物质的水平来调节关键的中枢神经递质的含量,例如婴儿双歧杆菌可升高血浆色氨酸的水平影响中枢神经系统神经递质 5⁃HT的含量。并且,已有报道称细菌可以合成和分泌神经递质,如乳酸杆菌和双歧杆菌可合成抑制性神经递质γ-氨基丁酸;假丝酵母菌、链球菌、大肠杆菌和肠球菌可合成 5⁃HT等。Tac1 基因编码速激肽家族,包括 P 物质substancePSP的一种前体蛋白,SP能激活伤害感受神经元,并参与各种神经和神经免疫过程,包括伤害感受和炎症,而研究表明,细菌可快速调节神经元基因的表达


Powered by 上海翼石信息科技有限公司 © 2001-2020 dayibian Inc.
沪ICP备12046386号-1