益生菌 - 脑肠轴

人们往往会低估我们胃肠道 (GIT) 的力量。根据大家最基本的认识，只要通过胃消化掉食物人体就能将其排泄出来。这听起来是一个相当有效和简洁的系统。但当你从胃肠道角度来看，这是一个完整的能够正常进行的生态系统。在这个系统中的细菌菌落与我们吞咽的食物相互交织构成一个栖息地，吸附在肠壁上，发送信息来与身体交流。在我们的身体中确实存在数以亿计的具有消化能力的活的微生物。你有没有经历过特别想吃糖的一段时间？感到焦虑或心情不好？当你焦虑或压力大时会腹痛和/或有排便感？这些都是脑肠轴引起的。

脑肠轴本质上是肠系统与中枢神经系统之间的一种联系，包括胃肠道和大脑之间的所有信息交流。肠道菌群、炎症控制和免疫反应在这个脑肠轴当中维持肠道的完整性和渗透性⁽¹⁾均起着至关重要的作用。“肠道菌群”指的是胃肠道当中各种各样的细菌和真菌的菌落。肠道菌群的成分受饮食、压力及环境因素所影响，并且它也会影响有助于维持宿主稳态的代谢产物的产生⁽²⁾。

肠道菌群受饮食的影响特别大因为小肠中的营养成分就是细菌的肥料。这也促进了碳水化合物的发酵和短链脂肪酸的释放从而为其他特别的细菌供能⁽³⁾。

菌群的平衡对我们的健康至关重要，许多健康问题与肠道菌群失调有关，菌群失调或者菌株缺乏都可影响肠壁的完整性和食物的转运时间⁽⁴⁾。例如，小肠细菌过度生长^(SIBO)指的就是小肠内有过量的病原菌和相对较少的共生细菌。现已证明小肠细菌过度生长，既可能减少肠道转运时间，导致便秘；又可能加速转运时间，引起腹泻⁽⁴⁾。这种饮食失调会体现在睡眠质量下降以及身体压力过大⁽⁴⁾。

除了影响肠道吸收能力和蠕动性的变化之外，菌群也会影响黏膜免疫功能、GABA神经递质及5-羟色胺的分泌⁽¹⁾。后两者对神经系统有很重要的影响。

5-羟色胺在肠神经系统中是一个重要的信号分子，与中枢神经系统的功能一样⁽¹⁾。人们在种子、大豆、肉类和鱼类中发现了5-羟色胺的前体——色氨酸。因此从我们的饮食当中，就可以吸收色氨酸到肠道，接着色氨酸会穿过血脑屏障，转化为5-羟色胺⁽¹⁾。有趣的是，在我们的身体中大多数通过肠嗜铬细胞^(EC)(1)合成的5-羟色胺实际上储存于肠道中。5-羟色胺的产生可以调节胃肠道的功能，例如分泌、蠕动、血管舒张，以及疼痛和恶心⁽¹⁾。

除了嗜铬细胞可以合成5-羟色胺外，肠道菌群也可以将色氨酸转化为5-羟色胺，并将其作为脑肠轴的信号来调节机体的行为⁽¹⁾。通过脑肠轴，5-羟色胺既可以影响到大脑和情绪，又可以影响小肠壁的功能。微绒毛是小肠内部微小的突起，增加小肠内皮的表面积从而能够更好的吸收营养。它的生长会受5-羟色胺的前体也就是色氨酸影响⁽⁵⁾。

这些联系说明了细菌菌群是如何影响肠道健康、营养吸收，以及肠道和中枢神经系统中信号的传导的。

人体最初的胃肠道菌群是由分娩方式决定的。阴道分娩主要产生的是乳酸杆菌，它来自于母亲的阴道和肠道菌群⁽¹⁾。而通过剖腹产出生的婴儿的肠道菌群主要由母亲的皮肤菌群影响。这些菌群通常是金黄色葡萄球菌、棒状杆菌、痤疮丙酸杆菌、易感染的梭状芽胞杆菌⁽⁶⁾。这些孩子也被证明体内的双歧杆菌含量极低，但是母乳喂养可以提供各种各样的丰富的双歧杆菌⁽¹⁾。随着婴儿断奶开始吃饭肠道菌群将会变得越来越复杂 。

如上所述,饮食在维持肠道益生菌中起着关键作用。毕竟，这些细菌是以我们摄入的化合物和营养物质为生。其中纤维起着特别重要的作用，它的缺失会导致细菌迁移。如果微生物没有得到喜欢的食物，就会以其他化合物如氨基酸为生，进而在繁殖代谢过程中会释放出潜在的有害物质⁽³⁾。这些物质可能导致小肠细胞的通透性和完整性遭到破坏、产生炎症、“漏肠”等问题。这个过程可能影响IBD的发展，甚至患结肠癌和食物过敏⁽³⁾。

作为成年人，我们的肠道菌群会严重地受到饮食影响，并且极易受到抗生素的破坏⁽¹⁾。虽然不是常规做法，但医生会建议病人经过抗生素疗程后服用益生菌。服用少量抗生素后食用益生菌会纠正抗生素对肠道菌群的清除作用。然而，多次使用抗生素抑制肠道有害菌的增殖可导致肠道菌群的永久性改变⁽¹⁾。

具体来说，儿童使用抗生素会减少双歧杆菌和乳酸杆菌菌株。这些细菌可以增强免疫系统，改变Th1和Th2因子之间的免疫稳态⁽¹⁾。过早和频繁地使用抗生素也可能会引起过敏和肠炎^(IBD)(1)。

在儿童和青少年中，大脑的发展是依赖于血清素的神经传递和大脑结构如杏仁核、海马和额叶皮质。5-羟色胺信号可能会影响睡眠、性行为和情绪，以及提高对健康肠道菌群的要求⁽¹⁾。

人们不能低估大脑和肠道的联系。肠道菌群失调，即肠道有益细菌菌落数的改变，已被证明与焦虑和抑郁有关⁽¹⁾。一些研究显示，通过使用益生菌作为干预，对于心理困扰和抑郁症是有疗效的⁽⁷⁾。

益生菌的定义是在足够高剂量下对身体健康仍然有益的活的微生物⁽⁸⁾。它们在胃肠道疾病中的应用得到了广泛的研究，并且在过去十年中，对神经系统有益作用的研究更是大大增加⁽⁸⁾。一些人的研究甚至表明，多菌种益生菌可以改善焦虑和抑郁症状，以及认知功能⁽⁴⁾⁽⁸⁾。

通过下丘脑-垂体轴^(HPA)的成人的应激反应也与肠道菌群有关。人在异常应激的反应下的肠道微生态失调可通过适当肠道菌群的定植和恢复来进行逆转⁽⁴⁾。多株益生菌已被证明能降低皮质醇和促肾上腺皮质激素^(ACTH)。

人类的研究还在进行，其中一些是研究肠道菌群在诸如自闭症、帕金森症和慢性疼痛中进行介入治疗⁽⁴⁾。下列这些菌群能最显著的改善焦虑、抑郁和应激反应能力，以及胃肠道痉挛缓解。其中包括长双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、短双歧杆茵、瑞士乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、植物乳杆菌和干酪乳杆菌。并且这些菌群每一天的使用剂量范围是1000万到400亿^(CFU)(8)。

胃肠道的细菌菌株会影响我们的身体健康，包括消化、情绪波动和行为表现。小肠细胞和肠道菌群具有调节5-羟色胺合成的能力，5-羟色胺在肠道和中枢神经系统之间起着很关键作用。过敏性结肠综合征虽然表现为一种功能失调的消化系统紊乱，但受应激和焦虑的影响很大。其症状可以追溯到肠道菌群的组成。人类研究继续探讨益生菌在心理健康和应激反应中的作用，很可能是对胃肠道疾病与焦虑和压力的一种新的疗法。重建后的肠道抗生素的使用是整体健康的关键，包括在儿童和青少年时期的大脑结构的发展。