文/陳根

現(xiàn)代科學認為，人體細胞占身體內(nèi)細胞總量的43%，而其他部分則由非人類的微生物細胞群組成。其中，人體內(nèi)的腸道菌群種類繁多，包括了至少100萬億個細菌，是人體細胞總數(shù)的10倍，分屬1000多個種。

人體腸道菌群按來源分類，可分為原籍和外籍菌群，原籍菌群多為腸道正常菌群，除了主要的細菌外，腸道微生物還包括病毒群、真菌群、螺旋體群等。這些腸道菌群按一定的比例組合，相互制約、相互依賴，在質(zhì)量和數(shù)量上構成生態(tài)平衡。

腸道微生物在消化、調(diào)解人體免疫功能、抵御疾病以及生產(chǎn)人體必須的維生素方面都扮演著重要角色。更令人意外的是，這些龐大的菌群被越來越多地證實與大腦之間有著隱秘的聯(lián)系，這些聯(lián)系的揭示也帶來了關于心理和行為的新見解。

腸道是人類的第二個大腦

人類腸道中有超過 1 億個神經(jīng)元組成的復雜網(wǎng)絡，于是，腸道神經(jīng)系統(tǒng)通過交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)系統(tǒng)與中樞神經(jīng)系統(tǒng)進行交流，通過免疫途徑、神經(jīng)內(nèi)分泌途徑和迷走神經(jīng)途徑形成“腸-腦軸(gut-brainaxis，GBA)”。

因此，腸道也被認為是人類的第二個大腦。

事實上，腦-腸軸在維持體內(nèi)平衡方面的重要性早已得到認可。然而，作為腸-腦功能關鍵調(diào)節(jié)者之一的微生物群的出現(xiàn)則使人們構建了微生物-腸-腦軸的平衡模型，并逐漸認識到微生物-腸-腦軸(microbiota-gut-brainaxis，MGBA)的重要性。

首先，腸道菌群能夠直接或間接產(chǎn)生的神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)調(diào)節(jié)劑。并且，產(chǎn)生的這些神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)調(diào)節(jié)劑與人體細胞產(chǎn)生的神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)調(diào)節(jié)劑完全匹配，并在人體中得到廣泛應用。

比如，多巴胺、5-羥色胺、谷氨酸、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子和γ-氨基丁酸等，這些神經(jīng)遞質(zhì)能夠激活腸道神經(jīng)系統(tǒng)，經(jīng)迷走神經(jīng)和脊神經(jīng)介導將信號傳至中樞神經(jīng)系統(tǒng)引發(fā)興奮或抑制。

當然，腸道菌群產(chǎn)生的量相對較小，因此，它們能否對人類神經(jīng)傳遞產(chǎn)生影響依然有待研究。但是，這些微生物神經(jīng)活性化合物代表了一種潛在的機制：即我們的微生物可以直接與人體細胞相互作用，甚至少量也可能影響控制情緒、焦慮和認知的重要過程。

其次，作為腸道細菌細胞壁主要成分的肽聚糖可激活宿主的黏膜免疫系統(tǒng)。于是，通過識別病原體相關分子模式(pathogen-associatedmo-lecularpatterns)等促炎微生物成分，機體可激活非特異性免疫反應。

具體來說，病原體相關分子模式與防御細胞上的模式識別受體結合，可產(chǎn)生炎性細胞因子，這些細胞因子通過外周迷走神經(jīng)通路間接的或通過血腦屏障直接影響大腦。

比如，白細胞介素6和趨化因子配體2等炎癥細胞因子，可通過兩種途徑作用于腦：病原體相關分子模式通過體液途徑作用于特定腦區(qū)toll樣受體；通過傳入神經(jīng)介導的神經(jīng)通路。

顯然，腸道菌群作用于全身和黏膜免疫系統(tǒng)的免疫調(diào)節(jié)，這也意味著，腸道菌群可能影響腦功能和行為的潛在機制。

最后，是由腸道菌群產(chǎn)生的代謝物、氧化應激信號分子以及促炎細胞因子可以通過循環(huán)系統(tǒng)血腦屏障影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)。

當然，大腦也可通過神經(jīng)-免疫-內(nèi)分泌體系調(diào)控胃腸功能。比如，中樞神經(jīng)系統(tǒng)通過激活胃腸黏膜免疫反應，釋放細胞因子，活化下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)軸(hypothalamic-pitu?itary-adrenalaxis，HPAA）釋放皮質(zhì)醇，增加腸道通透性。

此外，中樞神經(jīng)系統(tǒng)還可通過迷走神經(jīng)和脊神經(jīng)影響自主神經(jīng)系統(tǒng)，通過調(diào)控內(nèi)分泌細胞、免疫細胞、細胞因子等影響胃腸道微環(huán)境，從而影響腸道細菌的組成。

腸道和焦慮有什么關系？

不論是產(chǎn)生神經(jīng)遞質(zhì)、激活免疫系統(tǒng)還是通過代謝影響中樞神經(jīng)功能，這些都與人體的心理狀態(tài)有著密切關系，比如焦慮，或者抑郁。

事實上，不論是以擔心或恐懼為特征的焦慮障礙，還是人口愈發(fā)龐大的抑郁癥，人們通常把其歸為“精神疾病”類進行研究。然而，盡管這些疾病的確切病因仍然未知，但目前，科學已經(jīng)提出了幾種可能的神經(jīng)生物學機制，包括腦內(nèi)的化學失衡，炎癥和應激。

例如，腦內(nèi)關鍵神經(jīng)遞質(zhì)如5-HT、去甲腎上腺素、多巴胺的減少，激素如皮質(zhì)醇的變化，神經(jīng)內(nèi)分泌途徑的改變，炎性細胞因子如IL-6的增加，以及與疾病和炎癥有關的白細胞，這些已經(jīng)全部被證實與焦慮和抑郁有關。

從某種意義上說，腸道已經(jīng)成為人體的另一大感覺器官。而顯然，對于這一感覺器官的研究也已成為了科學努力的方向。

此前，來自費城的一組研究人員就系統(tǒng)地測試了大鼠腸道內(nèi)的微生物群落對大鼠情緒和心理易感性的影響。研究人員將實驗大鼠分成兩組：社會沖突組和放松組。放松組大鼠僅僅在自己的領地上休息，而社會沖突組的大鼠則被放到另一只好斗的大鼠的領地上，以引起緊張的互動。研究人員分析了所有大鼠的糞便樣本，以比較它們腸道內(nèi)不同的微生物群落。

在社會沖突組中，出現(xiàn)了兩種類型的大鼠。有些大鼠在入侵另一只大鼠的領地時表現(xiàn)得很有信心和韌性，很長時間后才表現(xiàn)出少許失敗的跡象。另一些大鼠則很脆弱，更快地以仰臥三秒的方式投降。

經(jīng)過幾天的反復社會沖突，大鼠的腸道微生物群落開始改變。

與沒有經(jīng)歷過沖突的放松組大鼠和自信面對挑戰(zhàn)的韌性大鼠相比，脆弱大鼠的腸道內(nèi)有著更多的放線菌；與放松組的大鼠相比，它們體內(nèi)的桿菌和梭菌含量也更高，而擬桿菌則更少。

相比之下，有韌性的大鼠腸道看起來更像放松組老鼠。雖然在所有社會沖突大鼠中都能發(fā)現(xiàn)應激的微生物效應，但應激對脆弱大鼠腸道細菌的影響最大。

為了更好地理解某些功能性后果，研究人員將注意力集中在每只大鼠腸道內(nèi)桿菌和梭菌的平衡上。桿菌微生物包含多種抗炎物質(zhì)，而梭菌通常被認為與炎癥有關。因此，桿菌與梭菌比的增加可能是一種對于應激造成的炎癥做出的健康反應。

事實上，在數(shù)天的社會沖突中，有韌性的大鼠體內(nèi)的桿菌、梭菌比例不斷增加，在最后一天的測試中，這一比例明顯高于放松組大鼠。相比之下，脆弱的大鼠在這個比例上則沒有表現(xiàn)出適應性變化。

與此項研究類似的是對臨床抑郁癥患者糞便樣本的分析，結果發(fā)現(xiàn)，與非抑郁癥患者相比，臨床抑郁癥患者腸道中腸桿菌科等微生物較多，但普拉梭菌較少。他們體內(nèi)的普拉梭菌越少，抑郁癥狀就越嚴重。

顯然，基于現(xiàn)有的研究，調(diào)節(jié)腸道菌群或?qū)⒊蔀?/span>精神疾病的另一種治療思路。盡管科學已經(jīng)證實腸道菌群對人體的大腦和行為有很大的影響，但科學上仍然需要進行深入研究以了解微生物和大腦之間的相互作用以及具體應該如何調(diào)節(jié)腸道微生物群落以使其對人體有利。

同樣重要的是，盡管科學已證實微生物會影響人體的心理健康，但我們并不知道其影響的程度。此外，心理狀態(tài)本身可以改變腸道細菌組成，因此其因果關系的確定也成為了研究腸道微生物與心理健康的又一障礙。

當然，盡管對腸道微生物的研究和了解還處于早期階段，但不可否認，腸道微生物在免疫功能、適應性應激反應，以及在大腦功能和行為中的都具有基礎作用。

這也意味著，腸道微生物群的改變可能以獨特的行為途徑影響人類健康。因此，如何保護腸道健康對每個人都具有重要意義。