肠道微生物吃掉了你的好心情
有些关系是短暂的,但有些关系却是一生的,就像一个人和他们肠道中数万亿微生物之间的关系。肠道微生物并不是人与生俱来就存在的,胎儿在子宫里时是处于无菌状态的,但胎儿出生后伴随第一口呼吸、第一口乳液、第一嘴辅食,肠道微生物也随着食物、空气、水进入肠道并安营扎寨,不断壮大队伍、开拓疆地,最终在肠道内形成一个相对稳定的菌群结构。
肠道微生物非常庞大与人体的交互关系如此复杂,实际上这些肠道微生物的数量,比组成你本身的细胞数量还要多!同时也就造成肠道微生物的基因数量也比较多。虽说单个细菌很简单基因数远比不上复杂的人类基因,但肠道微生物种类繁多至少包含500至1000种不同的细菌,基因总数是人类的100多倍。因此很多科学家将其称为人体的另一个器官,甚至“另一个你”。之所以把肠道菌群称作“另一个你”,还因为它与人的健康息息相关,它甚至会影响到人的“喜怒哀乐”。
肠道微生物可通过一系列通路与大脑进行信号交流。
1.调节免疫活动以产生炎性细胞因子(inflammatory cytokines),这些因子可直接影响大脑,或刺激下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA axis)产生促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)、促肾上腺皮质激素(ACTH)和皮质醇(cortisol);
2.产生丁酸、乙酸、丙酸等短链脂肪酸(SCFAs);
3.影响色氨酸代谢(tryptophan metabolism),可能改变下游的5-羟色胺、犬尿氨酸和吲哚/芳烃受体的代谢途径;
4)产生神经递质(neurotransmitters)如GABA、多巴胺、乙酰胆碱、去甲肾上腺素等。通过这一系列途径可以从一定程度上影响人们的情绪和生理反应。
来自美国东北大学的微生物学家Philip Strandwitz等人从人体的肠道中发现了一种专以γ-氨基丁酸(GABA)为食的细菌KLE1738,以及可以在肠道内环境产生GABA的微生物Bacteroides fragilis KLE1758。
编号KLE1738的细菌极其挑食,简直到了变态的程度,一日三餐没有GABA它就不活了。一般情况下,细菌这种怪异的口味研究人员是没办法知道的。所以研究人员一直没办法在实验室培养KLE1738。但是Strandwitz发现KLE1738的生长需要另一种肠道微生物Bacteroides fragilis KLE1758的帮助。并将Bacteroides fragilis KLE1758培养液中的主要成分经分离纯化后分别添加到KLE1738的培养基中,最后发现了其中一种产物GABA就是KLE1738赖以生存的食物。
GABA是一种天然存在的不参与蛋白质合成的氨基酸,是哺乳动物中枢神经系统重要的抑制性神经递质,大约40%以上的中枢神经突触用GABA传递信号,在人脑皮质、海马体和丘脑等多个部位发挥重要作用,并对人体多种功能具有调节作用。当人体内GABA水平较低时,会产生焦虑、疲倦和抑郁等情绪,在帕金森病和癫痫病患者脊髓中GABA含量也较低。另外,神经组织中GABA的降低与亨廷顿舞蹈病和老年痴呆等神经退行性疾病的形成有关。目前市面上最常见的抗焦虑药,如安定和阿普唑仑,就是通过靶向GABA受体起作用的。安定和阿普唑仑的作用是使GABA更有效地与受体结合,以降低神经元活性,防止神经细胞过热。
寄居在肠道的细菌居然会吃掉对大脑保持镇定至关重要的GABA,许多研究人员认为,这一破天荒的发现或许有助于解释为何肠道微生物似乎会影响心情,以及引起一系列神经性疾病。目前Strandwitz团队的研究仍在继续。由于GABA对人体的影响极大,所以Strandwitz利用KLE1738作为指示物,又在人的粪便中找到一些可以产生GABA的微生物。通过分析,Strandwitz发现,在抑郁症患者的粪便中,产生GABA的细菌较少。
肠道微生物与心理健康和心理疾病发生的因果关系未来仍需深入研究,目前尚不能确定肠道微生物到底在心理健康和心理疾病中发挥多大作用,至于什么时候该怎样应用到临床还有很长的路要走。目前来说,改善肠道微生物平衡可能是能做到的最好的方法。