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肠道菌群:破解情绪疾病的新钥匙

文章来源:健康界发布日期:2023-09-15浏览次数:25

人体微生态是维持机体健康和预防疾病的关键。作为微生态系统中主要的部分,肠道在人体健康与疾病的发展中扮演着至关重要的角色。

肠道是人体大的免疫器官,滋养着人体78%的微生物。有超过1000种菌群和约1000万亿个细菌。它们通过复杂的免疫机制与身体各器官密切相关,直接或间接地参与人体几乎所有的慢性疾病进程。

肠道由超过1亿个神经元组成,也被称为人类的“第二大脑”。它通过肠脑轴参与人体免疫调节、神经系统传输和代谢等活动。

肠道菌群的水平影响着肠道功能的稳定,同时也影响着人类的情绪和行为。常见的神经性疾病,如抑郁症、焦虑症、双向情感障碍等,也常常是由肠道菌群代谢紊乱引发的情绪异常。

01、可通过肠道菌群特点鉴定抑郁症

肠道菌群的失衡会引发多种疾病的发生,研究表明人体约90%的疾病都与肠道菌群失调有关。因此,了解抑郁症患者的肠道菌群特点,对抑郁症的诊断与评估是十分有利的。

抑郁症患者的肠道菌群特征

2020年122日,《Science Advances》在线发表的论文研究,率先描绘了抑郁症(MDD)患者的肠道细菌组、病毒组和粪便代谢组学特征。

 

研究中发现:抑郁症患者存在的氨基酸代谢异常与肠道菌群失衡密切相关。

1、抑郁症(MDD)和健康人有3个噬菌体、47个菌种和50个粪便代谢物存在明显差异。MDD相对健康人主要表现出拟杆菌属丰度增加,而布劳特氏菌属(Blautia)和优杆菌属(Eubacterium)丰度减少。

2、氨基酸代谢紊乱与抑郁症的肠道生态系统密切相关,其中“精氨酸、脯氨酸和GABA代谢”、“苯丙氨酸代谢”和“色氨酸代谢”紊乱尤为突出。

3、选择差异菌种、噬菌体和代谢物中的各2种代表性指标进行组合,可以有效诊断抑郁,AUC0.98AUC越接近1.0,检测方法真实性越高)。

 

特定菌群组成确能诱发抑郁症

为了证明肠道菌群确实可以引起抑郁,爱尔兰科克大学的研究人员,把34位重度抑郁患者和33位健康的肠道菌群样本移植到大鼠消化道中进行实验观察。

来自抑郁症患者的菌群在大鼠中引发了快感缺失、焦虑症状、色氨酸代谢失调等典型的抑郁症生理和行为变化。该研究也在一定程度上说明了特定的菌群组成确能诱发抑郁症状。

此外,研究中还发现不同肠道菌群的变化可以引发不同神经性疾病的发生。换言之,这也说明了肠道菌群检测神经疾病的可行性,为“脑病肠治”提供了有力的理论证据。

02、肠道菌群失衡影响着抑郁症的发生发展

肠道中复杂的神经元网路系统,通过迷走神经系统等与中枢神经系统进行双向交流,把这种肠和脑之间的双向信息交流系统称为“肠-脑轴(GBA)”。

一方面,肠道的上皮细胞,通过迷走神经,将感觉传入末梢以便感知肠道微生物并将信号传递给大脑。

另一方面,肠道通过菌群代谢产物,如短链脂肪酸,色氨酸、细胞因子、神经活性物质等,将其释放到血液中来改变外周免疫细胞,促进与血脑屏障(BBB)的相互作用,改变BBB完整性,并穿过BBB影响脑功能,左右人的情绪和行为。

肠道菌群异常影响神经递质分泌诱发抑郁情绪

神经递质是神经元之间或神经元与效应器细胞之间传递信号的化学物质,我们所熟悉的可以调节情绪的5-羟色胺(5-HT)、多巴胺等都是神经递质。

5-羟色胺(5-HT),它在大脑中参与多种生理功能活动与病理状态调节,是一种在大脑情绪调节过程中起到作用的神经递质。当肠道菌群发生紊乱时,神经递质5-HT会分泌不足,会抑制神经元兴奋,从而引发情绪障碍,导致抑郁症的发生。

多巴胺,也是一种神经递质,主要负责传导愉悦与兴奋信号,当多巴胺分泌不足时可能会导致神经冲动传导受阻,神经系统兴奋性下降,会引发各种异常情绪。

肠道菌群失衡影响HPA功能诱发抑郁

下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA),是一个直接作用和反馈互动的复杂集合,是协调机体应激反应的关键。如果HPA轴亢进会导致皮质醇水平升高,皮质醇是一种压力性激素。

当皮质醇升高时,会引发脑内海马体的恶化,削弱机体对压力的控制能力。与此同时,皮质醇的升高还会引起情绪相关区域电信号的增强,使机体出现失控、易情绪化的状态。

然而,肠道菌群的健康状态会影响下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA)功能,和皮质醇水平的调节。因此,健康的肠道菌群是应激信号顺利传递的重要前提。

肠道菌群紊乱导致神经可塑性失调诱发抑郁

抑郁症往往伴随神经可塑性的失调,大脑和外周神经系统广泛存在的神经营养因子在抑郁症的病理过程中发挥了重要的作用。

神经可塑性即神经系统的外周适应和反应能力,包括神经发生、神经元重塑及突触结构建立等神经网络复杂作用的过程。

脑源性神经营养因子(BDNF)作为主要的神经营养因子之一,在神经发生、神经结构生长和重塑以及神经冲动的传递过程中十分重要。当出现肠道菌群紊乱时,会引起BDNF合成异常,易导致抑郁症的发生。

炎症诱发抑郁

抑郁症患者往往出现全身免疫活化或炎症系统分泌紊乱,而且在情绪低落或压力人群中检测到高于健康人群的促炎细胞因子水平。过多的炎症细胞因子会阻碍HPA轴负反馈机制的正常功能,导致过度分泌皮质醇,进而引发抑郁情绪。

此外,持续的高炎症水平可能进一步干扰机体的神经内分泌系统和免疫功能,增加抑郁症的发病风险。研究表明,促炎细胞因子的增加会破坏5-HT等神经递质的合成和信号传导,从而产生抑郁样症状。

肠道是人体大的免疫器官,占据着70%-90%的免疫球蛋白分布,并且约有90%的循环免疫球蛋白直接作用于肠腔。因此,肠道菌群在宿主免疫系统的发育和成熟过程中扮演着至关重要的角色,而菌群失调与免疫反应密切相关。

小结

随着人们健康意识的提升,疾病预防逐渐得到重视,因此,以非药物方法尝试应对抑郁症成为当前社会中主流健康干预手段。微生物--脑轴理论的提出,打破了人体血脑屏障的限制,为很多药物难以透过血脑屏障到达中枢的问题提供解决思路。

其中,肠道菌群对于人类情绪、认知和神经活动等功能调节意义重大不可忽视。以肠道中情绪相关菌群为靶点,通过微生态调节剂的补充,改善肠道菌群比例、提升肠道与人体的免疫功能将成为抑郁症防治领域的重要手段。这将会是“脑病肠治”的新契机,将会成为心理疾病、神经性疾病治疗的新方案