面對重要的決定,我們經常傾聽我們的「直覺」告訴我們什麼,相信我們真正的直覺來自內心深處的某個地方。
這種感覺確實是有道理的。長期以來,大腦一直被認為是我們認知的源泉和身體的控制中心。然而,現代科學已經證實,我們的腸道或胃腸道 (GI) 可能對我們的思維和感受方式同樣有影響。
一種“直覺”
雙腦
“第二大腦”理論[1]表明,我們實際上有兩個“大腦”,一個在我們的頭腦中,一個在我們的腸道中。除了由大腦和脊髓組成的中樞神經系統(CNS)外,我們的胃腸道也有自己獨立的神經網路。在胚胎發育過程中,這兩個系統起源於同一組織,並在整個生命週期中通過迷走神經保持物理連接。這個 腸腦軸(GBA) 涉及兩個「大腦」獨立運作,但仍然保持恆定的雙向通信。
腸道微生物組
腸道微生物群是生活在我們胃腸道內的數千種微生物。它們的數量可以超過我們體內的人體細胞,並且與我們自己的大腦一樣重。這個環境——由我們自己的上皮細胞、免疫細胞和神經細胞組成;腸道微生物;和無數的分子 - 是我們的腸道微生物組。
這種微生物組負責我們的大部分腸腦信息傳遞,其生物多樣性深刻影響著我們的健康。這些腸道微生物使用神經遞質、激素、脂肪酸和其他代謝物等分子誘導我們兩個“大腦”之間的交流。
微生物群-腸-腦通路
我們的腸道微生物群-腸道-大腦軸是雙向的,腸道微生物組神經元與我們的中樞神經系統不斷相互作用。以下是發生此通信的一些機制。
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免疫系統
腸道中的微生物可以誘導腸道內的免疫細胞分泌一系列細胞因數。這些通過血液在全身迴圈。雖然細胞因數通常不能直接進入大腦,但仍然能夠通過血腦屏障 (BBB) 較弱、更易感區域的相互作用來刺激神經反應。
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迷走神經
迷走神經從大腦延伸到胃腸道,是中樞神經系統和腸道之間的直接溝通途徑。2011年的一項小鼠研究[6]發現,只有當迷走神經完好無損時,特定的 B. longum 菌株才會在誘發結腸炎的小鼠中顯示出抗焦慮作用;迷走神經切斷術后,益生菌治療的小鼠的行為與對照組沒有區別。
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代謝產物
腸道微生物群可以幫助產生神經遞質和其他代謝物的前體。這些物質在血液中迴圈,有些,如短鏈脂肪酸,甚至直接通過血腦屏障。
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內分泌腺
下丘腦-垂體-腎上腺 (HPA) axis 是微生物群-腸道-大腦相互作用的另一個關鍵途徑。在感覺到壓力時,HPA軸會刺激腎上腺分泌皮質醇(壓力荷爾蒙),從而引起交感神經系統的“戰鬥或逃跑”反應。多個身體系統要麼被觸發,要麼被複員,以便對外部情況做出有效反應。我們腸道中的某些微生物可以直接降低迴圈皮質醇水準。這種應激激素的正常化具有逆轉大腦HPA軸反饋迴路的作用,從而減少激素的分泌並進一步降低其濃度。
PS128:神經系統調節
某些已知直接影響我們情緒的神經遞質通常被稱為快樂荷爾蒙。多巴胺和血清素是其中最有影響力的兩種。
適當調節這些激素對於心理健康和整體健康是必要的。他們的不平衡會導致廣泛的精神、情緒和身體疾病,從抑鬱症或自閉症譜系障礙到失眠或帕金森病。
更快樂,更少壓力
臨床前研究 [7][8]已經證明PS128能夠調節多巴胺和血清素,以及主要的壓力激素皮質酮(人類的皮質醇)。這可能是通過上述一種或多種途徑進行的。在大多數情況下,PS128被發現可以提高快樂荷爾蒙多巴胺和血清素的濃度,同時有效降低壓力荷爾蒙水準。結果,發現實驗室小鼠在壓力情況下反應更好。
血清素
多巴胺
PS128調節快樂荷爾蒙
皮質醇
PS128平衡壓力荷爾蒙
腸-腦-軸和神經系統疾病
當我們探索腸腦軸 (GBA) 時,像 PS128 這樣的益生菌菌株成為神經系統疾病的潛在解決方案,包括自閉症譜系障礙 (ASD)、帕金森病 (PD) 和重度抑鬱症 (MDD)。
在ASD和PD中,神經炎症是一個關鍵因素。它是指影響大腦中樞神經系統 (CNS) 和腸道腸道神經系統 (ENS) 的炎症。研究表明,自閉症兒童經常表現出大腦中較高的免疫反應和促炎標誌物。許多自閉症譜系障礙患者還會出現腸道菌群失調,導致ENS神經炎症。帕金森病涉及靶向多巴胺能神經元的神經炎症,導致神經元細胞死亡和多巴胺水準降低,導致運動控制缺陷。ENS 神經炎症也會導致便秘等非運動癥狀。
實驗室研究表明,PS128 顯著改善了疾病小鼠模型中與 ASD、PD 和抑鬱症相關的癥狀。有確鑿的證據表明,食用這種益生菌可以增加大腦中的多巴胺和血清素水準,同時降低皮質醇。這些臨床前研究結果為人類的潛在益處提供了希望,其中已經進行了有效的隨機安慰劑對照試驗,為患有這些神經系統疾病的個體顯示出有希望的結果。
[1] Gershon,醫學博士(1999 年)。第二個大腦:對胃和腸神經紊亂的突破性新理解。1st HarperPerennial ed.紐約,紐約:HarperPerennial。
[2] 福斯特,JA和McVey Neufeld,KA(2013)。腸腦軸:微生物組如何影響焦慮和抑鬱。神經科學趨勢,36(5),305-312。
[3] Dinan,T.,Stanton,C.和Cryan,J.(2013)。精神益生菌:一類新型精神藥物。生物精神病學,74,720-726。
[4] Savignac,HM,Kiely,B.,Dinan,TG和Cryan,JF(2014)。雙歧桿菌對BALB/c小鼠的應激相關行為和生理學產生菌株特異性影響。神經胃腸病學和運動:歐洲胃腸運動學會的官方期刊,26(11),1615-1627。
[5] 艾倫,AP,哈奇,W.,博雷,YE,肯尼迪,PJ,Temko,A.,Boylan,G.,Murphy,E.,Cryan,JF,Dinan,TG和Clarke,G.(2016)。長雙歧桿菌 1714 作為轉化精神益生菌:健康志願者的壓力調節、電生理學和神經認知。轉化精神病學,6(11),e939。
[6] Bercik,P.,Park,A.J.,Sinclair,D.,Khoshdel,A.,Lu,J.,Huang,X.,鄧,Y.,Blennerhassett,P.A.,Fahnestock,M.,Moine,D.,Berger,B.,Huizinga,J.D.,Kunze,W.,McLean,PG,Bergonzelli,GE,Collins,SM和Verdu,E.F.(2011)。長雙歧桿菌的抗焦慮作用NCC3001涉及腸腦通訊的迷走神經通路。神經胃腸病學和運動:歐洲胃腸運動學會的官方期刊,23(12),1132-1139。
[7] Liu, W. H., Chuang, H. L., Huang, Y. T., Wu, C. C., Chou, GT, Wang, S., & Tsai, Y. C. (2016).無菌小鼠中可歸因於植物乳桿菌 PS128 的行為和單胺水平的改變。行為大腦研究,298(Pt B),202-209。
[8] Liu, Y. W., Liu, W. H., Wu, C. C., Juan, Y. C., Wu, Y. C., Tsai, H. P., Wang, S., & Tsai, Y. C. (2016).植物乳桿菌PS128在早期生活壓力和幼稚成年小鼠中的精神作用。大腦研究,1631,1-12。