腸道微生物如何影響人的情緒
腸道微生物參與人或動(dòng)物多種生理代謝活動(dòng)，腸道微生物失衡不僅會(huì)產(chǎn)生多種胃腸道疾病，還會(huì)通過(guò)微生物-胃腸-腦軸影響大腦功能，進(jìn)而影響行為和情緒。臨床上約80%以上的胃腸道疾病患者，伴有焦慮、抑郁、恐懼等癥狀，而應(yīng)用抗抑郁類(lèi)精神疾病治療藥物，往往對(duì)這些胃腸疾病有很好的治療效果?，F(xiàn)有的研究表明大腦和腸道菌群的作用也是雙向的，這種雙向調(diào)節(jié)作用主要通過(guò)以下四方面實(shí)現(xiàn)（如圖1）。
圖1.腸道菌群和大腦間的相互作用(Bercik,2011)
圖1.腸道菌群和大腦間的相互作用(Bercik,2011)
(1)腸道菌群對(duì)免疫的影響。腸道中微生物的存在有利于腸道免疫系統(tǒng)的建立。腸道微生物一方面可以直接激活大腦神經(jīng)，影響免疫系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)微生物-胃腸-腦軸的連接溝通。另一方面，細(xì)菌或病毒的存在會(huì)結(jié)合細(xì)胞受體，二者相互識(shí)別后，免疫細(xì)胞就會(huì)啟動(dòng)免疫程序，分泌免疫因子，并將信息傳遞到大腦。
Belgnaoui等（2012）動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，壓力可以使腸粘膜通透性增加，導(dǎo)致腸道內(nèi)細(xì)菌膜表面脂多糖進(jìn)入血液和淋巴結(jié)，刺激細(xì)胞受體，最終導(dǎo)致炎性因子的產(chǎn)生，炎性因子是細(xì)胞發(fā)揮免疫作用的一類(lèi)細(xì)胞因子，而炎性因子如白介素、腫瘤壞死因子等升高均可影響大腦功能導(dǎo)致抑郁。
(2)腸道菌群可以影響神經(jīng)遞質(zhì)。神經(jīng)遞質(zhì)是神經(jīng)元之間擔(dān)當(dāng)“信使”的一類(lèi)物質(zhì)，通過(guò)傳遞各種信息而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)機(jī)體生理功能的作用。神經(jīng)遞質(zhì)如乙酰膽堿主要參于機(jī)體心血管活動(dòng)、攝食、飲水、睡眠、覺(jué)醒、感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)，如去甲腎上腺素主要參與對(duì)心、血管活動(dòng)、體溫、情緒活動(dòng)的調(diào)節(jié)。腸道微生物通過(guò)改變色氨酸代謝途徑改變大腦神經(jīng)遞質(zhì)水平，誘發(fā)神經(jīng)失調(diào)。
腸神經(jīng)系統(tǒng)由胃腸道內(nèi)神經(jīng)成分組成，具有調(diào)節(jié)控制胃腸道的功能，被稱(chēng)為“第二大腦”。腸道菌群會(huì)生成一系列神經(jīng)遞質(zhì)，包括組胺、5-羥色胺、多巴胺等。其中，5-羥色胺在宿主體內(nèi)約90%是于腸道中由腸“第二大腦”產(chǎn)生。Bravo等（2011）的小鼠試驗(yàn)表明，腸道乳酸菌增加可改善小鼠焦慮情緒，伴隨大腦神經(jīng)遞質(zhì)受體的表達(dá)升高。
(3)代謝系統(tǒng)調(diào)節(jié)通路。腸道微生物代謝產(chǎn)物會(huì)對(duì)腦-腸軸及機(jī)體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用。以短鏈脂肪酸（SCFAs）為例，SCFAs 多為腸道厭氧菌發(fā)酵產(chǎn)物，可通過(guò)多種通路參與腦-腸軸間調(diào)節(jié)活動(dòng)。首先，SCFAs 直接刺激交感神經(jīng)及自主神經(jīng)系統(tǒng)；其次，SCFAs 通過(guò)調(diào)節(jié)血腦屏障通透性，維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，影響大腦發(fā)育及行為。不僅如此，SCFAs 同樣參與神經(jīng)細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)，在維持腦部發(fā)育及腦組織自穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用。
(4)腸道菌群調(diào)節(jié)內(nèi)分泌。腸道微生物通過(guò)調(diào)節(jié)腸道內(nèi)分泌細(xì)胞分泌腦腸肽、促腎上腺皮質(zhì)激素釋放因子、腎上腺皮質(zhì)酮等激素類(lèi)物質(zhì)直接反饋性作用于微生物-胃腸-腦軸，實(shí)現(xiàn)腦和腸之間的信息交流。
微生態(tài)穩(wěn)定制約因素與調(diào)控策略
腸道微生物菌群穩(wěn)定組成是發(fā)揮微生物-胃腸-腦軸雙向調(diào)控的基礎(chǔ)。不合理飲食、抗生素使用等外界因素會(huì)影響微生物組成，在破壞微生態(tài)穩(wěn)定的同時(shí)直接影響胃腸-中樞神經(jīng)系統(tǒng)平衡的精確調(diào)控，尤以飲食因素影響最大。
飲食作為影響腸道菌群組成及功能的關(guān)鍵核心，參與微生物-胃腸-腦軸各項(xiàng)調(diào)節(jié)通路，調(diào)控大腦與神經(jīng)系統(tǒng)功能發(fā)揮。Liu等（2015）研究表明，高脂飲食可以顯著改變腸道菌群多樣性并降低神經(jīng)突觸可塑性，增加易損性，引起動(dòng)物焦慮行為。
腸道致病菌感染也可以引起大腦和行為的改變。Lyte等（2006）和研究報(bào)道檸檬酸桿菌、空腸彎曲桿菌分別感染小鼠8h后，實(shí)驗(yàn)中小鼠表現(xiàn)出類(lèi)似焦慮行為。而臨床證據(jù)表明，益生菌可以降低病人焦慮癥狀，減少應(yīng)激反應(yīng)，改善情緒。
動(dòng)物及臨床（Dantzer,2009）研究表明，增加腸道有益菌數(shù)量，改善腸道菌群結(jié)構(gòu)，在保護(hù)胃腸粘膜屏障完整性的同時(shí)發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，能有效調(diào)節(jié)腸道菌群失衡引起的各類(lèi)胃腸道疾病與精神疾病。
研究微生物-胃腸-腦軸的意義
微生物-胃腸-腦軸這一理論機(jī)制，不僅適用于人，也適用于動(dòng)物（包括畜禽）。隨著此理論機(jī)制的有更深層次的研究，我們將可以利用這個(gè)機(jī)制，通過(guò)調(diào)節(jié)腸道微生物穩(wěn)態(tài)，直接或間接調(diào)節(jié)人或動(dòng)物的腦和情緒，從而調(diào)控?cái)z食、消化、循環(huán)、呼吸、排泄、生殖等一系列生理行為，影響人或動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育。
Belgnaoui等（2012）動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，壓力可以使腸粘膜通透性增加，導(dǎo)致腸道內(nèi)細(xì)菌膜表面脂多糖進(jìn)入血液和淋巴結(jié)，刺激細(xì)胞受體，最終導(dǎo)致炎性因子的產(chǎn)生，炎性因子是細(xì)胞發(fā)揮免疫作用的一類(lèi)細(xì)胞因子，而炎性因子如白介素、腫瘤壞死因子等升高均可影響大腦功能導(dǎo)致抑郁。
(2)腸道菌群可以影響神經(jīng)遞質(zhì)。神經(jīng)遞質(zhì)是神經(jīng)元之間擔(dān)當(dāng)“信使”的一類(lèi)物質(zhì)，通過(guò)傳遞各種信息而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)機(jī)體生理功能的作用。神經(jīng)遞質(zhì)如乙酰膽堿主要參于機(jī)體心血管活動(dòng)、攝食、飲水、睡眠、覺(jué)醒、感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)，如去甲腎上腺素主要參與對(duì)心、血管活動(dòng)、體溫、情緒活動(dòng)的調(diào)節(jié)。腸道微生物通過(guò)改變色氨酸代謝途徑改變大腦神經(jīng)遞質(zhì)水平，誘發(fā)神經(jīng)失調(diào)。
腸神經(jīng)系統(tǒng)由胃腸道內(nèi)神經(jīng)成分組成，具有調(diào)節(jié)控制胃腸道的功能，被稱(chēng)為“第二大腦”。腸道菌群會(huì)生成一系列神經(jīng)遞質(zhì)，包括組胺、5-羥色胺、多巴胺等。其中，5-羥色胺在宿主體內(nèi)約90%是于腸道中由腸“第二大腦”產(chǎn)生。Bravo等（2011）的小鼠試驗(yàn)表明，腸道乳酸菌增加可改善小鼠焦慮情緒，伴隨大腦神經(jīng)遞質(zhì)受體的表達(dá)升高。
(3)代謝系統(tǒng)調(diào)節(jié)通路。腸道微生物代謝產(chǎn)物會(huì)對(duì)腦-腸軸及機(jī)體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用。以短鏈脂肪酸（SCFAs）為例，SCFAs 多為腸道厭氧菌發(fā)酵產(chǎn)物，可通過(guò)多種通路參與腦-腸軸間調(diào)節(jié)活動(dòng)。首先，SCFAs 直接刺激交感神經(jīng)及自主神經(jīng)系統(tǒng)；其次，SCFAs 通過(guò)調(diào)節(jié)血腦屏障通透性，維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，影響大腦發(fā)育及行為。不僅如此，SCFAs 同樣參與神經(jīng)細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)，在維持腦部發(fā)育及腦組織自穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用。
(4)腸道菌群調(diào)節(jié)內(nèi)分泌。腸道微生物通過(guò)調(diào)節(jié)腸道內(nèi)分泌細(xì)胞分泌腦腸肽、促腎上腺皮質(zhì)激素釋放因子、腎上腺皮質(zhì)酮等激素類(lèi)物質(zhì)直接反饋性作用于微生物-胃腸-腦軸，實(shí)現(xiàn)腦和腸之間的信息交流。
微生態(tài)穩(wěn)定制約因素與調(diào)控策略
腸道微生物菌群穩(wěn)定組成是發(fā)揮微生物-胃腸-腦軸雙向調(diào)控的基礎(chǔ)。不合理飲食、抗生素使用等外界因素會(huì)影響微生物組成，在破壞微生態(tài)穩(wěn)定的同時(shí)直接影響胃腸-中樞神經(jīng)系統(tǒng)平衡的精確調(diào)控，尤以飲食因素影響最大。
飲食作為影響腸道菌群組成及功能的關(guān)鍵核心，參與微生物-胃腸-腦軸各項(xiàng)調(diào)節(jié)通路，調(diào)控大腦與神經(jīng)系統(tǒng)功能發(fā)揮。Liu等（2015）研究表明，高脂飲食可以顯著改變腸道菌群多樣性并降低神經(jīng)突觸可塑性，增加易損性，引起動(dòng)物焦慮行為。
腸道致病菌感染也可以引起大腦和行為的改變。Lyte等（2006）和研究報(bào)道檸檬酸桿菌、空腸彎曲桿菌分別感染小鼠8h后，實(shí)驗(yàn)中小鼠表現(xiàn)出類(lèi)似焦慮行為。而臨床證據(jù)表明，益生菌可以降低病人焦慮癥狀，減少應(yīng)激反應(yīng)，改善情緒。
動(dòng)物及臨床（Dantzer,2009）研究表明，增加腸道有益菌數(shù)量，改善腸道菌群結(jié)構(gòu)，在保護(hù)胃腸粘膜屏障完整性的同時(shí)發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，能有效調(diào)節(jié)腸道菌群失衡引起的各類(lèi)胃腸道疾病與精神疾病。
研究微生物-胃腸-腦軸的意義
微生物-胃腸-腦軸這一理論機(jī)制，不僅適用于人，也適用于動(dòng)物（包括畜禽）。隨著此理論機(jī)制的有更深層次的研究，我們將可以利用這個(gè)機(jī)制，通過(guò)調(diào)節(jié)腸道微生物穩(wěn)態(tài)，直接或間接調(diào)節(jié)人或動(dòng)物的腦和情緒，從而調(diào)控?cái)z食、消化、循環(huán)、呼吸、排泄、生殖等一系列生理行為，影響人或動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育。
文：陳詠然
