35张图,看懂肠道和大脑的魔性关系,绝对涨知识!

发布时间:2015-11-24 09:54:01
35张图,看懂肠道和大脑的魔性关系,绝对涨知识!

  有些事真的越来越魔性了!

  英语里,有一个短语叫“Follow your gutFollow追随,your你的,gut肠道,直接翻译是追随你的肠道,而它实际表达的是追随你的内心的意思:

  

  中文里,形容一个人思想和行为卑劣,会用肚子坏水”这个短语

  

  我们一般认为,是大脑在控制内心思想。但中西方语言中这两个魔性的短语,却在冥冥中暗合了现代科学研究带给我们的颠覆性认识??大脑的功能,至少有一部分是受肠道微生物控制的!

  20151016日,《自然》杂志又一次特别关注了肠道和大脑的关系,在一篇新闻特稿中特意用了这张魔性的图:

  

  这脑壳里,装的像是大脑,仔细一看,居然是副大肠(还布满调皮的微生物)!是不是很魔性?

  热心肠先生之前也看到过两张魔性十足的图,第一张,人肚子里长了一个肠脑

  

  第二张,调皮的微生物们正在塑造大脑:

  

  (⊙o⊙)…感觉是不是很魔性?

  画画可以天马行空,但真实情况是这样么?肠道和微生物,真的有这么重要、这么厉害么?

  答案貌似是肯定的:

  

  虽然在人身上的实验数据还非常有限,但科学家已经把焦虑、抑郁、自闭、精神分裂、神经退行性疾病等跟肠道和微生物联系在一起了。

  我们的情感、心情甚至表达,不再只是依靠大脑,而也要听从肠道的:

  

  这到底是什么样的神奇景象?下面,我把《自然》杂志特稿里讲到的N个魔性故事分享给大家:

人和细菌的魔性故事

  

  上面说过,在人身上的实验数据还非常有限,但有限的观察和科学研究还是带给人震撼:

  严重细菌感染,让人长期消沉焦虑?

  

  2000年,加拿大小镇沃克顿在遭受一次严重洪水后,饮用水受到大肠杆菌和空肠弯曲杆菌等的污染。2300人因此患上严重的肠道感染疾病,其中很多人最终发展为肠易激综合征(IBS)。之后,在一个长达8年的研究中,科学家发现了魔性的现象:这些持续性的肠易激综合征患者,比一般人更容易消沉和焦虑。

  人的坏细菌,能让老鼠也消沉焦虑?

  

  研究者未公开发表的实验表明,把IBS患者便便里的细菌分离出来,转移到小鼠肠道里,这些小鼠表现出焦虑的行为,而转移了正常人细菌的小鼠一切正常!

  (⊙o⊙)…真魔性!

  坏便便预示坏性格?

  

  美国北卡罗来纳大学医学院的科学家正在开展一个魔性研究:他们找到了30个一岁的婴儿,用神经科学研究方法分析他们的行为、性情和大脑发育情况,然后对他们的便便进行测序,以寻求便便(肠道)与性格的关系。他们已经有了一些令人激动的初步结果,后面会有什么更让人震惊的,我们拭目以待。

  好细菌喝下去,好心情自然来?

  

  2011年发表的一项研究中,55例健康的志愿者在1个月中饮用含有两种益生菌(Lactobacillus helveticusR0052 B. longumR0175)的混合液。在随后的心理测试中,相比喝了安慰剂的志愿者,喝了菌液的志愿者们的抑郁、愤怒和敌意水平显著降低。

  剖腹产婴儿,涂妈妈的阴道细菌更健康?

  

  针对剖腹产或顺产婴儿的相关研究,很多都很魔性!

  纽约大学医学院的科学家Maria Dominguez-Bello开展的研究,用沾满母亲阴道微生物的纱布,涂到剖腹产婴儿的口腔和皮肤表面,希望借此帮助婴儿建立起对大脑发育至关重要的初始肠道微生物。魔性的实验结果会如何,我们也期待下最终的结果吧。

  魔性研究,重金投入!

  

  未来5-7年内,至少这些钱会被花到肠道与大脑相关的魔性研究里:

  美国国立精神健康研究所,微生物-肠道-大脑轴研究,700万美元;

  美国海军研究办公室,肠道的认知功能和压力反馈研究,1450万美元;

  欧盟,肠道与健康相关研究(其中有两个大方向是探讨肠道与大脑发育和功能失常的关系),1010万美元!

  这三个计划加起来就有3000多万美元(近2亿人民币)!决心之大立刻彰显?中国在这方面可要加把劲!

老鼠和细菌的魔性故事

  

  在老鼠身上,科学家已经完成了N多实验,揭示它们肚子里的微生物是如何影响行为习惯、大脑生理学和神经化学功能。

  性格好不好,母鼠阴道细菌很关键?

  

  美国滨州大学的科学家Bale和团队发现,焦虑的母鼠阴道里乳酸杆菌少,而乳酸杆菌是新生小鼠肠道里重要的有益菌。母鼠不能在生产的时候通过阴道把更多乳酸杆菌传递给后代,就会让它们更容易焦虑烦躁。而这一点,对雄性小鼠的影响更为明显。

  喂食焦虑母鼠的阴道细菌,变得焦虑?

  

  Bale和团队进一步的研究发现,把焦虑母鼠阴道里的细菌喂给剖腹产小鼠,这些小鼠也表现出焦虑的状态。他们正在研究是否可以用不焦虑母鼠阴道里的细菌来反转焦虑小鼠的焦虑。

  喂食脆弱拟杆菌,治疗自闭症?

  

  2013年,美国加州理工学院Mazmanian实验室的研究人员PaulPatterson和同事们发现:在一些有自闭症症状的小鼠肠道内,脆弱拟杆菌比正常小鼠低很多,这些小鼠表现得更为紧张、反社交性并且有肠道疾病症状。令人惊喜的是,向这些小鼠喂食脆弱拟杆菌,竟然反转了自闭症状!

  吃好细菌,胆怯的老鼠变得勇敢?

  

  2011年,加拿大麦克马斯特大学的Bercik和团队发现,当相对害羞的老鼠拥有了更具有冒险精神的老鼠的肠道细菌,它们也会变得活跃和勇敢起来!

  魔性的研究,功劳属于无菌小鼠!

  

  以上这些魔性的研究成果,很多都离不开无菌小鼠身上的实验验证。小心翼翼的剖腹产以避免它们携带上母鼠产道里细菌,在严格无菌的隔离空间里吃高温消毒过的食物,呼吸过滤过的空气,我们就能造就无菌小鼠。而后,我们就可以将各种细菌引入到它们的肠道里,观察各种行为和发育的变化。

  无菌斑马鱼,也正在带来研究革命!

  

  美国俄勒冈大学的神经生物学家Judith Eisen正在利用无菌斑马鱼来研究细菌对大脑发育的影响。

魔性,到底是为什么?

  

  人和老鼠身上的研究,都已经充分说明了肠道和大脑的魔性关系,但这一切都是为什么呢?科学家们正在揭开神秘的面纱:

  肠道微生物和大脑的三大信使

  

  关于肠道微生物和大脑的通讯机制目前还不太清楚,但研究者们正在密切关注者三大魔性的信使:血清素、细胞因子、代谢产物:

  1. 外周血清素:肠道里的细胞产生大量神经递质血清素,它们能影响大脑的信号传导。

  2. 免疫系统:肠道微生物能够促进免疫细胞分泌能影响神经生理学的细胞因子。

3. 细菌代谢产物:微生物产生丁酸等能改变血脑屏障中细胞活性的代谢产物。

  好细菌在,血清素就是多!

  美国加州大学洛杉矶分校的Elaine Hsiao2015年发现,一些特定的细菌代谢产物会促进肠道上皮细胞分泌血清素!如果将一些梭菌转到无菌小鼠肠道里,就能看到它们分泌更多血清素;而如果用抗生素处理正常的小鼠,它们体内的血清素水平会降下来。

  好细菌缺失,大脑里的血清素也少

  

  2011年,瑞典卡罗林斯卡医学院的科学家发现,无菌小鼠大脑中纹状体里血清素明显缺乏,而这正是关系到小鼠是否更焦虑的大脑部位。

  防焦虑,窗口期极重要,否则无法逆转

  

  卡罗林斯卡医学院的科学家同时发现,在无菌小鼠成年后,再转入正常小鼠的细菌,对焦虑行为的干预并不十分有效。但它们的后代如果不在无菌环境中出生,并在普通环境中长大,并不会有焦虑行为。这预示着,肠道细菌影响大脑的发育,是在一个非常重要的特定窗口期。

  这个发现非常关键,它预示着,对自闭症等人类精神障碍的干预,很可能需要在非常早期才会有效果。

  短链脂肪酸,让血脑屏障更强健!

  

  细菌的代谢产物,如丁酸等短链脂肪酸,会通过让细胞间的连接更加紧密来加强血脑屏障的功能。

  2015年,德国科学家还发现,短链脂肪酸能促进大脑小胶质细胞的发育和生长,这更增强了大脑的免疫防疫功能。

  无菌小鼠有些大脑部位神经元更多

  

  爱尔兰科学家John Cryan的实验室发现,无菌小鼠大脑里一个特定区域生长了更多的神经元。

  髓鞘形成,也受肠道微生物影响!

  

  Cryan和同事还发现,肠道微生物也会影响髓鞘形成,这是帮助神经纤维产生绝缘效应至关重要的脂类屏障。

待开发的巨大处女地?

  

  上面提到的Cryan和同事的发现,已经让一些药厂感到非常兴奋:因髓鞘脱失造成的多样性硬化症,是否有可能被某些特定细菌的代谢产物来缓解甚至治愈呢?

  而随着肠道和大脑关系的研究进一步深入,有更多值得开发的处女地会逐一出现。

  开发益生菌的保健品公司已经行动

  

  有些保健品公司已经在声称自己的益生菌产品能让精神状态更好。而药厂,正在如火如荼开发用于对抗精神疾病的新型益生菌和它们的代谢产物。

  当然,热心肠先生认为,要完全确定某一种益生菌可以改善肠道以帮助精神健康,目前看来为时尚早。其中,有一个形象的理由:

  

  势单力薄的益生菌并不能代表茁壮的肠道菌群,更不能说能完全恢复正常肠道菌群。

  饮食和生活方式改变,或能解决很多问题

  

  微生物的成长环境很复杂,能够干扰到它们的因素更为复杂。食品、保健品、药品企业都想突破,但实际上,对微生态的改变和调节,可能不一定是某一个产品可以解决所有问题。综合考虑饮食和生活方式调整、家居环境改变、其他各种能让微生物平衡生长的因素都要充分考虑。

  如何做一个心情好的健康吃货?

  

  从目前的研究看来,保持足够的膳食纤维摄入,让肠道微生物发酵出更多的短链脂肪酸,对维持身体血清素等分子的水平非常关键。

  所以,吃货要想心情好,要首先确保吃足量的膳食纤维。

  

  而哪些食物富含膳食纤维呢?上面两张图请大家认真体会。

  好了,这篇庞大的文章,热心肠先生终于写完了,希望你在涨知识之余,还能得以实践,改变你的生活方式,改善你的饮食结构,从而实现每时每刻都开开心心!

  参考资料

  

  图片主要来源于Google图片搜索,部分英文内容热心肠先生做了翻译

  热心肠先生原创文章!授权转发请邮件联系:

  lanch@biomed.tsinghua.edu.cn

  热心肠先生=热心帮助人+搞肠道健康+清华理科男。我的公众号只分享靠谱,不卖弄高深。科学可有争论,文章更可探讨,期待与您多交流。



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