全科医学

人与肠道菌群,谁是谁的主人?

作者:叶子 来源:解螺旋·临床医生科研成长平台 日期:2017-07-26
导读

         越来越多的研究表明,肠道菌群不仅仅与消化系统相关,并承担了一部分机体免疫的任务,更有甚者还能够影响机体的情绪和记忆力。

关键字:  肠道菌群 

        10年来,CNS及其子刊中涉及肠道菌群的文章数量出现了爆发式增长,在2006年仅有7篇相关论文,而到2015年这个数字就达到了52篇。

        1

饮食与肠道菌群

        数十年前,科学家就发现,我们每天吃的食物会影响肠道菌群的平衡。比如,你的午餐选择的是三明治还是BBQ,会影响到肠道内菌群的相对数量,这些细菌释放的物质、表达的基因以及吸收的营养物质均有所差异。因此,每个人的肠道菌群组成都是独一无二的。

        我们所摄入的食物往往能够给肠道微生物喂食,并且直接影响其生存,如果在两天内改变饮食就会使得机体肠道微生物菌群发生改变;不同的肠道菌群依赖于不同的饮食来存活,比如,普氏菌属细菌往往会消耗碳水化合物,而拟杆菌则更喜欢脂肪,念珠菌则喜欢葡萄糖优于蛋白质,因此根据我们所摄入的食物,有些细菌往往会饿死,而有些细菌就会不断生长。

        但是,你可能想不到的是,你选择食物的行为可能是一个双向的过程。外国有一句古老的谚语叫做“一个人吃的肉是另一个人的毒药”,而影响饮食习惯的,可不仅仅是大脑,还有肠道菌群。

每个人对食物中成分的转化和吸收有很大的“个体差异”,这大致是由于肠道微生物及相关酶的不同。

        近期Science上的一项研究表明,

        比如说,一些人的肠道中存在产粪甾醇真细菌,那么恭喜你,是个怎么吃都不会胖的主。因为这种细菌能够将胆固醇分解为不能被吸收的粪甾醇,随着粪便排出体外。这样人吃下高胆固醇食物后吸收的部分比其他人要少。

        另外,BBQ致癌也可以说是因“菌”而异,烧烤过程中出现的致癌物质——杂环胺,会诱导基因突变、DNA断裂或染色体畸变等。

        而肠道中的大肠杆菌携带所携带的uidA基因可以编码β-葡萄糖醛酸糖苷酶,这个酶的存在会使杂环胺的毒性提高3倍,如果uidA发生突变后的大肠杆菌则无法产生这种酶,也就降低了杂环胺致癌的可能。

        肠道菌群的代谢产物在功能方面也非常重要,它们向大脑发送信号来调节饮食行为,其主要是通过迷走神经来传输。在大鼠中的实验证实了在阻断迷走神经的功能后,能够诱导肥胖个体体重下降,同时还能够刺激大鼠让其过度饮食。

        2

肠道菌群与心理

        肠道菌群的代谢产物有些具有神经活性,这就能通过肠-脑轴来影响人类的情绪、心理健康和行为等。人们发现肠道菌群会对实验小鼠社交行为的影响,这个结果更能促进人类自闭症的研究。

        根据前几年自闭症有关的流行病学数据,当准妈妈患糖尿病或者肥胖的时候,孩子得自闭症的几率会增加;当她们在怀孕前同时有这两种状况的时候,孩子得自闭症的风险会提高将近四倍。

        既然母亲孕前肥胖和糖尿病与子代患自闭症有正相关性,那么刻意给实验老鼠喂食高热量的饲料,令其增重,生下的鼠宝宝会不会也有自闭症?

        结果是肯定的,连续给母老鼠食用8周的高脂饮食,生下的小鼠社交行为就会出现问题,它们和同伴的互动时间明显缩短,更喜欢独自思考鼠生,并且对于周围环境也会缺乏好奇心,而这本来是啮齿类动物的天性。这些症状像极了人类自闭症。

在有社交缺陷的幼鼠肠道中,有一种叫做罗伊氏乳杆菌的细菌含量明显减少。

        进一步研究幼鼠的肠道菌群发现,

        接下类,给幼鼠补充了这种细菌后它们的社交行为就会得到改善,它们体内的催产素水平也有所回升。催产素对个体之间亲密关系的建立和社交纽带的形成起着重要的作用。

        把实验对象换成人,也有类似研究结果。患有自闭症的人群机体肠道中念珠菌属细菌的水平会明显上升。除此之外,还有很多饮食对心理影响的观察性研究都能通过肠道菌群来解释。

        对喜欢摄入含特定益生菌奶酪的健康女性进行研究后发现,当进行功能性MRI成像时,她们在情绪处理的大脑区域活性水平会发生降低,这就表明,相比不摄入奶酪的人而言,奶酪摄入者往往会表现出情绪反应的抑制。

细菌和大脑交流也许有自己的目的。一方面,它们要依赖于宿主摄入的食物生存;另一方面,它们希望宿主具有群居性,这样有利于它们繁衍后代。

        科学家认为,在演化的过程中,

        虽然目前的数据仅限于动物,但是这种大脑-肠道的信息传递通路可以为未来的人类疾病治疗提供新思路。

        参考文献:

        1.KoppelN, Rekdal V M, Balskus E P. Chemical transformation of xenobiotics by the humangut microbiota[J]. Science, 356;

        2.Li M,Fallin M D, Riley A, et al. The Association of Maternal Obesity and DiabetesWith Autism and Other Developmental Disabilities.[J]. Pediatrics, 2016,137(2):e20152206;

        3.BuffingtonS, Diprisco G V, Auchtung T, et al. Microbial Reconstitution Reverses MaternalDiet-Induced Social and Synaptic Deficits in Offspring[J]. Cell, 2016,165(7):1762-1775.https://www.scientificamerican.com/article/how-gut-bacteria-tell-their-hosts-what-to-eat/

        作者:叶子

        来源:解螺旋·临床医生科研成长平台

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