近年來,精神障礙和神經系統(tǒng)疾病正在迅速增加人們的醫(yī)療負擔,但缺乏有效療法。
最新研究表明,通過調節(jié)人體微生物或許可以幫更好地了解這些疾病,從而實現(xiàn)疾病治療。
01
腸道菌群
與精神疾病密切相關
在過去的幾個世紀里,由于飲食、生活方式、醫(yī)療保健等方面的現(xiàn)代轉變,與現(xiàn)代流行病學轉變平行。
現(xiàn)有研究表明,腸道微生物群在這一轉變中發(fā)揮著重要作用。根據(jù)腸腦心理學,腸道菌群是腸-腦網絡的重要組成部分,它通過菌群-腸-腦軸與大腦進行交流。
腸道微生物群幾乎與大腦同步發(fā)展。腸道菌群影響各種正常的心理過程和心理現(xiàn)象,并參與多種心理和神經疾病的病理生理學。
不同階段的微生物群紊亂會導致不同的大腦和精神障礙 。
飲食在腸腦和大腦的成熟過程中起著重要作用,而心態(tài)受大腦和腸腦發(fā)育的調節(jié)。不同階段的微生物群破壞可能會增加不同精神障礙的發(fā)病率。
異常的腸道菌群會導致大腦功能障礙和精神障礙。干擾微生物群生長的風險因素,例如母體壓力、早期感染、抗生素使用和早期逆境,也會擾亂大腦和思維的發(fā)育。
研究顯示,改善微生物群的方法,包括腸道菌群移植、益生菌、益生元、健康飲食和健康生活方式,可以調節(jié)腸-腦、微生物-腸-腦軸和改善大腦功能。
未來將有可能利用腸道菌群改善大腦和心理健康,預防和治療相關疾病。
02
腸道菌群
影響人體思想和行為
腸道菌群在宿主的思想和行為中發(fā)揮著重要作用。
抗生素治療或感染后疼痛敏感性也會增強,補充某些益生菌后疼痛敏感性會降低。
剝奪共生微生物群或用抗生素破壞微生物群會損害工作記憶和空間記憶,而服用益生菌可以改善記憶。
使用壓力或抗生素擾亂腸道微生物群會增加焦慮樣和抑郁樣行為。
同時,補充某些益生菌、益生元或發(fā)酵食品可減少負面行為并改善這些情緒。
在成年人中,高神經質和低責任心分別與高豐度的菌群相關。同時,高度的責任心與一些普遍產生丁酸鹽的細菌的豐度增加有關,包括毛螺菌科。
腸道微生物群是應激反應系統(tǒng)的一部分,心理壓力不僅會激活神經內分泌、免疫和神經系統(tǒng),還會破壞情緒并擾亂腸道菌群。
人類的食欲可能受到腸道微生物群的調節(jié);有些食物味道很好,可能是因為微生物群需要合適的食物來促進其增殖。
腸道微生物群也可能在飲食失調中發(fā)揮重要作用,例如神經性厭食癥。
正常的腸道微生物群對于社會行為的發(fā)展至關重要。無菌小鼠表現(xiàn)出更多的社交回避,而及時的微生物群重建改善了它們的社交互動。
03
多種精神疾病
與異常微生物密切相關
研究表明,精神障礙很可能源于異常的腸道微生物群,而靶向微生物群應該在未來的治療中發(fā)揮至關重要的作用。
抑郁癥與腸道微生物群密切相關,抑郁癥狀可以從人類傳播給無菌或微生物群耗盡的嚙齒動物,而益生菌干預可以緩解和改善疾病。
腸道菌群在強迫癥、創(chuàng)傷后應激障礙和驚恐發(fā)作等焦慮癥的病因學中也起著至關重要的作用,而調節(jié)菌群對這些疾病有治療作用。
雙相情感障礙與微生物群異常顯著相關,而微生物群調節(jié)可能會緩解這種疾病。
精神分裂癥與菌群-腸-腦軸功能障礙有關,通過靶向改善腸-腦和免疫功能微生物群可能會產生有益的影響。
此外,患有神經發(fā)育障礙的患者,包括自閉癥譜系障礙 (ASD) 和注意力缺陷多動障礙 (ADHD),腸道菌群異常,而及時糾正微生物群異??赡軙纳拼竽X和行為的發(fā)育并具有治療作用。
神經退行性疾病,例如阿爾茨海默病和帕金森病,也可能起源于腸道,通過調節(jié)微生物群改善腸腦功能具有治療作用。
腸道微生物群也參與了行為障礙的病理生理學,包括藥物成癮和藥物濫用,而行為改變與微生物群調節(jié)相結合可能會產生有益的影響。
此外,腸道菌群在多發(fā)性硬化癥、肝性腦病、癲癇和偏頭痛等神經生物學疾病的病理生理學中起著至關重要的作用。
精神障礙和神經系統(tǒng)疾病的患病率一直在增加,幾乎與人類共生微生物群的變化同時發(fā)生。
對此,針對微生物群的療法越來越受到關注,使用益生菌、益生元和 FMT 進行微生物群干預來治療這些疾病的嘗試越來越多。
04
腸道菌群
通過腸-腦軸影響大腦和行為
腦腸軸是中樞神經系統(tǒng)和消化道之間的雙向通訊。微生物群可以通過微生物群-腸道-腦軸到達整個身體,尤其是大腦。
微生物-腸-腦軸主要包含三個通路:神經通路、神經內分泌通路和免疫通路。- 腸道菌群調節(jié)腸道屏障和血腦屏障的功能,通過免疫途徑影響大腦。
- 微生物群的生物活性產物也會影響微生物群-腸-腦軸。
病原體感染,如空腸彎曲桿菌和檸檬酸檸檬酸桿菌,會增加焦慮樣行為,而補充益生菌,包括鼠李糖乳桿菌和長雙歧桿菌,可減少焦慮樣和抑郁樣行為。
哺乳動物的神經遞質含量不僅受自身身體的調節(jié),還受腸道微生物群的調節(jié)。
腸道菌群可以直接合成神經遞質,超過 90% 的 5-HT 和 50% 的多巴胺 (DA) 在腸道內合成。
腸道微生物群通過改變與神經遞質相關的代謝途徑來調節(jié)神經遞質的合成。
腸道是人體最大的內分泌器官,腸道菌群可以通過內分泌途徑影響大腦和行為,由神經內分泌細胞、神經肽和神經活性物質指導。
下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸是神經內分泌傳遞的主要途徑,是應激反應系統(tǒng)的重要組成部分。腸道菌群對 HPA 軸的發(fā)育和功能至關重要。
缺乏微生物群會導致 HPA 軸的異常發(fā)育,只有在關鍵時期內定植才會促使 HPA 軸成熟。
腸道微生物群代謝過程中產生的神經活性物質,包括脂肪酸、神經信號和多胺,也會影響大腦和行為。
腸道微生物群產生短鏈脂肪酸 (SCFA),被腸上皮細胞和腸內分泌細胞中的受體識別,進一步影響神經和免疫系統(tǒng)。
腸道是人體最大的免疫器官。它的內表面積約為200平方米,形成一道屏障,將腸組織與外界隔開。
腸道黏膜免疫是先天免疫系統(tǒng)最重要的組成部分之一,腸道相關淋巴組織(GALT)中的免疫細胞約占免疫活性細胞總數(shù)的 70%~80%。
腸道微生物群調節(jié)先天性和適應性免疫的發(fā)育和功能,并影響神經免疫和炎癥以改變大腦和行為。
缺乏微生物群會增加血腦屏障通透性,異常的微生物群不僅會導致腸漏和腦漏,而且還可能誘發(fā)與壓力相關的疾病和神經退行性疾病。
同時,使用益生菌或益生元重建健康的微生物群可能會提高免疫力,緩解大腦功能障礙和認知和行為異常。
宿主還可以有意識地改變飲食,誘導有益微生物的增殖,從而改善微生物群-腸-腦軸功能,促進健康和福祉。
05
調節(jié)微生物-腸-腦軸
促進大腦和心理健康
腸腦心理學的建立將給心理學及相關學科帶來巨大的變化,有助于一般心理學的發(fā)展,有助于對諸如性格、記憶和行為等主題的研究。
目前,主要有七種公認的微生物群干預措施:無菌技術、病原體感染、抗生素、腸道菌群移植FMT、益生菌、益生元和飲食。
所有這些方法在調節(jié)心理和行為方面都顯示出巨大的潛力。在這些方法中,前兩種僅在實驗動物中可行,第三種通常用于抗感染,后四種在微生物群改良方面都有希望。
腸道菌群移植(FMT)是將健康供體的功能菌群移植到受體腸道以恢復受損腸道菌群的過程。
通過 FMT 重塑腸道菌群不僅可以恢復消化功能,還可以改善大腦和行為。最新研究表明,F(xiàn)MT 可用于治療多種腦部疾病,例如 ASD、抽動穢語綜合征和癲癇癥。
益生菌,如乳酸桿菌和雙歧桿菌,是腸道菌群的重要組成部分,其相關產品廣泛用于當前的藥物治療。
益生元主要包括寡糖、不飽和脂肪酸、膳食纖維和多酚。研究發(fā)現(xiàn),益生元,如 omega-3 脂肪酸和寡糖,可以改變腸道微生物群,改善精神疾病受試者的微生物群-腸-腦軸功能和癥狀。但是不同成分配比的益生元的功能將會有差異,因此人們在使用時需要根據(jù)自己的需求進行合理選擇。
富含膳食纖維的飲食可增加腸道微生物群的多樣性,改善腸道屏障,通過改善葡萄糖控制和胰島素敏感性來調節(jié)糖代謝,通過降低低密度脂蛋白和膽固醇含量來調節(jié)脂質代謝,并促進腸腦健康。
健康的飲食有助于建立健康的腸道微生物群和腸腦,并通過微生物群-腸-腦軸促進大腦和心理健康。
而不健康的飲食包括高脂肪飲食、高精制碳水化合物飲食和低 MACs 飲食會損害情緒和記憶力。
此外,將食療與其他干預措施(包括藥物治療、心理治療和運動)相結合,在心理治療中顯示出一些良好的效果。
06
結論與展望
數(shù)百年來,腸腦心理學的建立將對心理學及相關學科產生深遠的影響。
與其他心理學分支學科不同,腸腦心理學不僅會推動基礎研究的進步,還會導致實際應用的巨大變化。
針對微生物-腸-腦軸改善大腦和行為將是神經科學、心理學和精神病學的研究熱點。
通過FMT、益生菌、益生元、健康飲食和/或健康生活方式改善腸道菌群,以調節(jié)菌群-腸-腦軸功能,促進心理健康,將是未來一個很有前景的領域。
患有精神障礙或神經系統(tǒng)疾病的患者將從這些干預措施中的一種或組合中獲得幫助。