肠道通透性影响大脑健康

肠道通透性和肠脑轴

肠道屏障

正常的肠屏障由多层组成，包括肠道菌群和外部粘液层、上皮层和固有层，从外向内命名。

粘液由杯状细胞分泌，充当机械保护层，还含有消化和抗菌酶及抗体，并会水合上皮层，并帮助其再生。

上皮层除了在吸收营养物质方面起着重要作用外，由于上皮细胞之间的紧密连接，也起到物理屏障的作用。此外，肠内分泌细胞分布在上皮层。这一层连同固有层也是体内最大的免疫细胞库，即粘膜相关免疫细胞的宿主。上皮层的免疫细胞主要是CD8+淋巴细胞，而固有层的免疫细胞更为多样，除了淋巴细胞外，还包括巨噬细胞、浆细胞、抗原提呈细胞和肥大细胞。

正常的肠道微生物群通过与有害细菌竞争食物和生长因子等重要资源来防止其定植。

如果正常肠道菌群的数量减少，例如由于抗生素治疗，病原微生物就有机会在肠道上皮上定植。病原微生物产生的毒素和免疫反应产生的局部炎症可增加肠道通透性。例如，艰难梭菌能在缺乏正常肠道菌群的情况下定植于肠道，产生一种肠毒素，通过破坏肌动蛋白丝的聚集损害上皮紧密连接，从而增加肠道通透性。

保护肠道通透性的方式

肠道微生物群能够增强肠道屏障功能的另一种方式是通过保护和改善上皮紧密连接。大多数支持微生物群在肠道屏障正常功能中的作用的证据来自研究，这些研究表明，益生菌治疗可以降低胃肠道疾病模型的肠道通透性。例如，在结肠炎的实验模型中，几种益生菌包括乳酸杆菌、大肠杆菌，双歧杆菌可以通过上调跨膜蛋白来降低肠道的通透性，而跨膜蛋白对保护上皮细胞之间的紧密连接非常重要。

研究还表明，使用这些益生菌治疗可以提高粘液的生成，从而改善保护上皮层的物理屏障。细菌发酵产物也能在维持肠道屏障方面发挥重要作用。短链脂肪酸可以作为粘膜和上皮层的营养因子。

此外，正常细菌也能产生诸如胰高血糖素样肽-2（GLP-2）之类的营养肽，这些肽可以促进隐窝细胞和绒毛的增殖。

肠道通透性增加的危害

肠屏障功能受损，肠道通透性增加，可导致肠道细菌通过肠壁转位增加，进入肠系膜淋巴组织。

肠上皮细胞或黏膜免疫细胞暴露于细菌的增加可引起免疫反应，从而导致炎性细胞因子的释放迷走神经和脊髓传入神经元的激活。

炎症细胞因子和迷走神经系统反过来又能调节中枢神经系统和神经系统的活动。

此外，肠道通透性的增加也会增加代谢产物，如脂多糖或细菌产生的神经活性肽，的转运，从而改变肠神经系统和中枢神经系统的活性。例如，脂多糖可以激活上皮细胞、肠道神经元上的Toll样受体，脊椎中的感觉传入神经元和大脑中的各种细胞，调节它们的活动并影响肠神经系统和中枢神经系统的功能。

双向影响
肠道和大脑之间的相互作用是双向的-中枢神经系统可以影响肠道通透性，而肠道通透性的增加反过来又会改变中枢神经系统的功能。

在应激动物模型和暴露于应激的人类受试者中，肠屏障受损。研究表明，急性和慢性应激都会减少肠道的水分分泌和增加离子分泌，从而损害上皮层和固有层免受有害细菌和伤害性化学物质粘附的物理保护。

下丘脑-垂体-肾上腺轴的激活和促肾上腺皮质激素释放因子分泌增加、迷走神经系统活化改变、肥大细胞活化以及某些细胞因子（如IFN-γ、TNF-α和IL-4）的释放被认为是这种相互作用的罪魁祸首。此外，应激可改变黏膜相关免疫细胞的功能，并导致抗原和细菌摄取增加。

已发表多项研究表明，在急性或慢性应激下，肠道微生物群的组成会发生变化，这反过来又会改变肠屏障的功能。关于神经精神疾病中肠屏障或胃肠道生理学的变化及其潜在机制的数据有限。

据报道，孤独症儿童胃肠道症状的频率增加，但其机制尚不清楚。精神分裂症患者的肠道通透性增加，肠功能发生改变。情绪紧张和抑郁已被证明会增加消化系统疾病的患病率。

来源：肠菌与健康 2021-01-02