腸道細菌有幾種可能機制潛在影響大腦,其中包括:通過(guò)迷走神經(jīng)(腸道和大腦之間連接的主要神經(jīng)組織)、免疫系統和荷爾蒙變化進(jìn)行交流通訊。
5月17日消息,據國外媒體報道,正常大腦功能的進(jìn)化可能依賴(lài)于腸道微生物及其代謝產(chǎn)物。預計人類(lèi)腸道內菌群總量可達到100萬(wàn)億個(gè),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(guān)于后者的研究都是在動(dòng)物身體上進(jìn)行的,現已證實(shí)腸道細菌(尤其是乳酸菌和雙歧桿菌)會(huì )影響群體行為,產(chǎn)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(tài)下老鼠的群體行為,而沒(méi)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(guò)迷走神經(jīng)(腸道和大腦之間連接的主要神經(jīng)組織)、免疫系統和荷爾蒙變化進(jìn)行交流通訊。同時(shí),特別有趣的是,一些腸道細菌物種可以產(chǎn)生與人類(lèi)大腦神經(jīng)遞質(zhì)相同結構的化學(xué)物質(zhì)。這一最新研究證據表明,腸道菌群與大腦之間復雜關(guān)聯(lián)性引發(fā)一個(gè)問(wèn)題:是否細菌已充分進(jìn)化至能改變人類(lèi)神經(jīng)化學(xué)和行為舉止,從而使它們自身受益。
微生物利用我們來(lái)獲得好處嗎?
這是一個(gè)頗具吸引力的提議,腸道微生物可能利用自身優(yōu)勢,操縱人類(lèi)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(lǐng)域幾位著(zhù)名研究員猜測腸道細菌可能使人們變得更擅長(cháng)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(mǎn)足它們生存所需的營(yíng)養物質(zhì)。
這是一個(gè)倍受關(guān)注的研究觀(guān)點(diǎn),因為寄生蟲(chóng)似乎控制著(zhù)宿主的行為方式,例如:感染螞蟻的Ophiocordyceps真菌。這種寄生蟲(chóng)也被稱(chēng)為“僵尸螞蟻菌”,因為它們能誘導螞蟻爬至樹(shù)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(cháng)和孢子形成。
應用進(jìn)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(gè)重要的標準:充滿(mǎn)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(tài)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(zhù),產(chǎn)生神經(jīng)活性化學(xué)物質(zhì)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(guò)操控細菌制造化學(xué)物質(zhì)所產(chǎn)生的任何附加能量投入,都將減緩其生長(cháng)速度,如果細菌確實(shí)對宿主產(chǎn)生一定影響,那一定是通過(guò)其它方式。
“腸道直覺(jué)”進(jìn)化
如果進(jìn)化理論應用表明,人體腸道微生物并沒(méi)有操縱我們的行為,那么“腸道直覺(jué)”是如何進(jìn)化形成的呢?4月24日,英國牛津大學(xué)凱文·福斯特(Kevin Foster)教授發(fā)表在《微生物學(xué)自然評論》雜志的一篇研究報告指出,腸道微生物對人類(lèi)宿主行為的影響很可能是它們在腸道中生長(cháng)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(cháng)的結果導致多種代謝產(chǎn)物形成。例如:腸道細菌發(fā)酵產(chǎn)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(guò)人類(lèi)免疫系統交互性直接影響人類(lèi)行為。反過(guò)來(lái),我們希望自身的生理機能能夠適應這些菌群產(chǎn)物。
類(lèi)似于“衛生假說(shuō)(hygiene hypothesis)”,該理論認為人體內缺少損害免疫系統微生物發(fā)育機制,可能導致人們變得更加敏感。我們認為人類(lèi)進(jìn)化可能更加依賴(lài)共生微生物,從而維持正常的腦功能,例如:人體消化菌群發(fā)生變化,之后會(huì )影響我們的行為舉止。雖然這種進(jìn)化依賴(lài)觀(guān)點(diǎn)之前未被認為是“微生物——腸道——大腦”關(guān)系軸,但它可能提供腸道菌群如何影響人類(lèi)大腦的重要線(xiàn)索。
最終通過(guò)探索腸道菌群的進(jìn)化和生態(tài)動(dòng)力學(xué),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(kāi)拓腸道擁擠競爭環(huán)境效果并不好,然而,通過(guò)關(guān)注人體腸道內菌株自然產(chǎn)物如何趨利影響宿主,這可能增強益生菌發(fā)展機制,從而潛在影響腸道-大腦之間的交流。
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