別小看細菌:腸道菌群能控制人類大腦意識和行為舉止

更新時間:2022-06-10 15:46:43 所屬欄目:腸道 作者:庾鴻映

摘要:北京時間5月17日消息,據國外媒體報道,正常大腦功能的進化可能依賴于腸道微生物及其代謝產物。預計人類腸道內菌群總量可達到100萬億個,可能對我們的生理機能構成深遠影響,其中包括:免疫力、新陳代謝、甚至我們的大腦和行為舉止。大多數關于后者的研究都是在動物身體上進行的,現已證實腸道細

北京時間5月17日消息,據國外媒體報道,正常大腦功能的進化可能依賴于腸道微生物及其代謝產物。預計人類腸道內菌群總量可達到100萬億個,可能對我們的生理機能構成深遠影響,其中包括:免疫力、新陳代謝、甚至我們的大腦和行為舉止。大多數關于后者的研究都是在動物身體上進行的,現已證實腸道細菌(尤其是乳酸菌和雙歧桿菌)會影響群體行為,產生焦慮、壓力和抑郁癥狀。例如:增補乳酸菌將增強緊張壓力狀態下老鼠的群體行為,而沒有乳酸菌的老鼠則表現出缺少群體行為。

腸道細菌有幾種可能機制潛在影響大腦,其中包括:通過迷走神經(腸道和大腦之間連接的主要神經組織)、免疫系統和荷爾蒙變化進行交流通訊。同時,特別有趣的是,一些腸道細菌物種可以產生與人類大腦神經遞質相同結構的化學物質。這一最新研究證據表明,腸道菌群與大腦之間復雜關聯性引發一個問題:是否細菌已充分進化至能改變人類神經化學和行為舉止,從而使它們自身受益。

微生物利用我們來獲得好處嗎?

這是一個頗具吸引力的提議,腸道微生物可能利用自身優勢,操縱人類行為,例如:對于新宿主改善傳播方式,或者確保它們獲得食物。例如:該領域幾位著名研究員猜測腸道細菌可能使人們變得更擅長交際,從而幫助細菌在人群之間傳播;并可能改變我們對特定食物的需求渴望,從而滿足它們生存所需的營養物質。

這是一個倍受關注的研究觀點,因為寄生蟲似乎控制著宿主的行為方式,例如:感染螞蟻的Ophiocordyceps真菌。這種寄生蟲也被稱為“僵尸螞蟻菌”,因為它們能誘導螞蟻爬至樹冠位置,咬食植物,從而確保這種真菌在森林中的位置,有利于真菌的生長和孢子形成。

應用進化理論

那么需要什么條件才能讓腸道細菌操縱宿主行為呢?目前有兩個重要的標準:充滿大量的腸道菌群和缺少與其它物種的競爭力。然而,這些條件不符合腸道復雜微生物生態系統,人體腸道存在多樣性競爭微生物和菌株,但即使最豐富的菌群數量也僅占微生物細胞總量的百分之幾。

這樣的微生物多樣性結果意味著,產生神經活性化學物質試圖控制宿主的細菌物種,很可能被其它非操縱細菌所取代。因為通過操控細菌制造化學物質所產生的任何附加能量投入,都將減緩其生長速度,如果細菌確實對宿主產生一定影響,那一定是通過其它方式。

“腸道直覺”進化

如果進化理論應用表明,人體腸道微生物并沒有操縱我們的行為,那么“腸道直覺”是如何進化形成的呢?4月24日,英國牛津大學凱文·福斯特(Kevin Foster)教授發表在《微生物學自然評論》雜志的一篇研究報告指出,腸道微生物對人類宿主行為的影響很可能是它們在腸道中生長和競爭的自然選擇結果,宿主體的自然選擇取決于他們體內的微生物。

微生物生長的結果導致多種代謝產物形成。例如:腸道細菌發酵產生短鏈脂肪酸可能直接影響大腦功能,而其它代謝物可能通過人類免疫系統交互性直接影響人類行為。反過來,我們希望自身的生理機能能夠適應這些菌群產物。

類似于“衛生假說(hygiene hypothesis)”,該理論認為人體內缺少損害免疫系統微生物發育機制,可能導致人們變得更加敏感。我們認為人類進化可能更加依賴共生微生物,從而維持正常的腦功能,例如:人體消化菌群發生變化,之后會影響我們的行為舉止。雖然這種進化依賴觀點之前未被認為是“微生物——腸道——大腦”關系軸,但它可能提供腸道菌群如何影響人類大腦的重要線索。

最終通過探索腸道菌群的進化和生態動力學,可能幫助我們如何增強心理健康和幸福感。例如:通常使用益生菌株在開拓腸道擁擠競爭環境效果并不好,然而,通過關注人體腸道內菌株自然產物如何趨利影響宿主,這可能增強益生菌發展機制,從而潛在影響腸道-大腦之間的交流。(葉傾城)

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