腸道菌群是指存在於宿主腸道內的微生物集合,它參與了宿主多種重要的生理作用,如影響機體的營養代謝、調節機體免疫系統的發育與成熟及抗菌作用,因此腸道菌群又被人稱之為"被遺忘的器官"。隨著科學技術的發展,人們逐漸意識到到腸道菌群與全身各個系統的疾病的發生發展都存在著密切的關聯,從而提出一些像"腸腦軸"和"腸肝軸"等名詞。據統計,定植於人體腸道內數量約是人體細胞數量的10倍,種類多達1000多種,大大超過了人體的基因組數量。嬰兒在出生後,其腸道內開始有來自於外界環境中的微生物定植,隨著年齡的增長,兒童體內的腸道菌群逐漸與成年人相似,並達到相對穩定的狀態。
宿主攜帶的腸道菌群其在體內發揮以下3個方面的作用:
1.參與多種物質的營養代謝。其能產生一系列的催化酶參與膳食纖維、複雜的碳水化合物等物質的代謝,從而促進腸道吸收短鏈脂肪酸(scfa)。腸道菌群也能夠合成一些機體所需的營養物質,如
葉酸
、核黃素
等維生素,並參與膽汁酸和外源性物質代謝。2.腸道菌群參與機體的先天性免疫應答和適應性免疫應答的發育和調節。此外,其還能夠調節或影響不同型別免疫細胞的成熟及功能。
3.腸道菌群能夠抵抗外來病原菌的侵襲。腸道菌群緊緊地黏附於腸上皮細胞,形成天然獨特的生物黏膜屏障,可有效防止病原菌的入侵,且其產生的某些代謝產物如丁酸等能夠幫助修復受損腸上皮細胞。
截至目前,諸多cns文獻已經報道了腸道菌群失調會對我們的身體產生許多不良反應,促進了人類許多慢性和急性疾病。那麼腸道菌群究竟是通過什麼樣的形式和手段來影響宿主的呢?其中有一種方式就是通過我們今天的主題:腦腸軸來實現的。
2023年的一篇研究揭開了學者對腦腸軸的興趣,因為這篇文章發現無菌小鼠的hpa軸對壓力的反應比有菌小鼠要誇張許多。以較廣的定義來看,腦腸軸包括中樞神經系統、中樞內分泌系統及中樞免疫系統,其中包括下丘腦-垂體-腎上腺軸(hpa軸)、自主神經系統中的交感神經系統、副交感神經系統(迷走神經)及腸神經系統,以及腸道中的微生物。
在過去幾年中,越來越多的研究標明腦腸軸之間相互作用的乙個改變與功能性腸病、慢性腹痛甚至飲食失調有關。腦腸軸功能的改變與壓力反應和行為改變有關。與壓力相關的精神症狀如焦慮和腸易激症候群之間存在較高的關聯。
通常我們都認為,神經細胞是思考和記憶的細胞。現在發現其實這種細胞不僅存在於大腦中,也存在於人體腸道,且它所擁有的神經細胞並不比人類大腦當中擁有的少。有文獻指出腸神經系統可以通過迷走神經與大腦連線,腦腸軸可以向大腦傳遞五羥色胺和多巴胺等物質。而血清素水平過低可能容易導致抑鬱、衝動、自殺、攻擊及暴利行為,而90%的血清素經過腸道中的微生物產生的,再通過血液迴圈來影響宿主的中樞神經系統。腸道發出的訊號可以到達大腦的
島葉(與自我感知相關)
、邊緣系統(與感情處理相關)
、前額葉皮質(與道德感相關)
、杏仁核(與恐懼感相關)
、海馬體(與記憶相關)
或者前扣帶皮層(與積極性相關)
等區域。從當前已有的研究中,我們可以清楚地了解到腸道的確可以影響到人類的情緒。擁有健康的腸道能讓人心情舒暢,而失衡的腸道則可能會引起焦慮、抑鬱,自閉,甚至自殺。物理學界的研究學者都應該知道2023年12月1日不幸離開我們的史丹福大學終身教授張首晟先生,其家人提到張一直都在與抑鬱症對抗,最後不幸離世。包括張首晟的老師楊振寧在內,認為張首晟獲諾貝爾獎「只是時間問題」。天才的隕落,總是令人深感惋惜的。但這世間,深受抑鬱症等困擾的人不計其數,但是許多抑鬱症患者並不總是能夠被世人所理解,從而在抑鬱的深淵中無法脫身。因此,希望大家能夠對腦腸軸能夠有乙個正確的理解和認知,遠離抑鬱症等慢性和**疾病,從你的腸道做起。多食膳食纖維,多運動,乙個健康的腸道讓你贏在起跑線。
[1]: the role of microbiome in central nervous system disorders:
[2]:the gut-brain axis: interactions between enteric microbiota,
central and enteric nervous systems
[3]:interplay between the gut-brain axis, obesity and cognitive function
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