楊冬

我們的腸道中定居著大量細菌，它們被稱為腸道菌群。腸道菌群往往和作為宿主的人體存在著一種共生關(guān)系。它們可以通過多種途徑對宿主造成影響，比如，通過合成短鏈脂肪酸（SCFA）影響宿主的腸道功能，甚至影響人體免疫系統(tǒng)。但是，腸道菌群能夠影響我們的大腦嗎？

認識“腦-腸軸”

最近幾年，科學研究發(fā)現(xiàn)了很多可以證明“腦與腸道之間聯(lián)系”的證據(jù)。根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)，科學家提出了“腦-腸軸”的概念。

科學研究表明，腸道菌群的一些產(chǎn)物可以影響神經(jīng)系統(tǒng)的功能。比如，腸道細菌可以合成神經(jīng)遞質(zhì)，如5-羥色胺、γ-氨基丁酸等。實驗證明，這些神經(jīng)遞質(zhì)可以影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能。那么，腸道里面合成的物質(zhì)又是如何“傳遞”到人腦中的呢？這一問題目前尚沒有明確的答案，但有研究者認為，一個可能的機制是通過迷走神經(jīng)。迷走神經(jīng)是人體第10對腦神經(jīng)，其分支延伸至腸道，會影響到腸道的各種功能。因此，腸道菌群合成的神經(jīng)遞質(zhì)很可能會通過迷走神經(jīng)反過來影響大腦的活動。

除了直接影響神經(jīng)系統(tǒng)，腸道菌群還可以發(fā)揮間接影響，比如，腸道中的細菌可以影響人體的免疫系統(tǒng)。其中，與神經(jīng)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)較強的是小膠質(zhì)細胞。小膠質(zhì)細胞是位于中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的免疫細胞。研究表明，這種細胞的成熟受到腸道菌群的影響，特別是腸道菌群產(chǎn)生的短鏈脂肪酸對小膠質(zhì)細胞影響較大。小膠質(zhì)細胞的功能異常被認為和多種行為改變有關(guān)。另外，通過對人體免疫系統(tǒng)的影響，腸道菌群可以改變多種細胞因子（細胞分泌的一種蛋白質(zhì)）在人體中的濃度從而影響大腦的功能，可能與焦慮、抑郁等各種精神癥狀有一定的關(guān)系。

動物實驗為研究腸道菌群與宿主行為的關(guān)系提供了不可或缺的證據(jù)。比如，研究表明，乳桿菌屬的羅伊氏乳桿菌可以提高小鼠的社會性；同樣屬于乳桿菌屬的鼠李糖乳桿菌以及屬于雙歧桿菌屬的長雙歧桿菌則可以減少小鼠的抑郁和焦慮行為；屬于擬桿菌屬的脆弱擬桿菌可以減少小鼠的重復行為，增加小鼠之間的交流行為，并且可以降低它們的焦慮感。這些發(fā)現(xiàn)都支持腸道菌群可以影響宿主行為這一論點。

秀麗隱桿線蟲的啟示

近期，《自然》雜志上的一篇論文描述了腸道細菌對于秀麗隱桿線蟲（簡稱線蟲）行為的影響。在這篇文章里，科學家研究了線蟲對刺激物的回避作用。通常，線蟲會回避某些揮發(fā)性物質(zhì)，比如正辛醇。然而，科學家發(fā)現(xiàn)，如果用一種名為產(chǎn)堿普羅威登斯菌的細菌作為線蟲的食物，線蟲對于正辛醇的回避行為就會減弱。也就是說，通常情況下在實驗中線蟲是不會爬向含有正辛醇的實驗區(qū)域的，但是在吃了產(chǎn)堿普羅威登斯菌的線蟲中，有部分線蟲似乎忘記了正辛醇是它本來不喜歡的物質(zhì)，還是爬向了含有正辛醇的區(qū)域。

更有意思的是，產(chǎn)堿普羅威登斯菌要改變線蟲對正辛醇的回避行為有一個前提條件—細菌必須能夠在線蟲的腸道中繁殖。為了證明這一點，科學家用抗生素預先處理細菌，并將其作為食物喂給線蟲。雖然此時線蟲仍然會吃下細菌合成的化學物質(zhì)，但是由于細菌已經(jīng)不再具備繁殖能力，線蟲對正辛醇的回避行為也就恢復正常了。那么，細菌又是如何影響線蟲的行為呢？原來，線蟲體內(nèi)的ASH神經(jīng)元是線蟲感知正辛醇的主要細胞，而產(chǎn)堿普羅威登斯菌可以合成一些化學物質(zhì)影響ASH神經(jīng)元，從而改變線蟲對正辛醇的回避行為。

細菌為什么要合成出化學物質(zhì)，使線蟲能夠容忍正辛醇呢？對細菌而言，好處又是什么呢？目前的一種猜測是，產(chǎn)堿普羅威登斯菌本身含有某些醇類物質(zhì)。線蟲可以通過ASH神經(jīng)元感知這種醇類物質(zhì)，一旦身邊出現(xiàn)這種物質(zhì)，線蟲就會回避。換句話說，線蟲“聞到”產(chǎn)堿普羅威登斯菌的氣味后，就傾向于回避它。如果線蟲有像人一樣的知覺，也許會覺得“難聞”，因此線蟲也就不愿意吃這種細菌了。然而，從細菌的角度出發(fā)，它被線蟲吃下去后就可以在線蟲的腸道中繁殖，這對它的生存是有利的。所以，通過合成化學物質(zhì)來“鈍化”線蟲的ASH神經(jīng)元，線蟲就可以不再回避這種細菌，細菌便實現(xiàn)了“被吃”的目的。因此，腸道菌群影響宿主行為這一特性本質(zhì)上也是其進化的產(chǎn)物，對細菌本身是有利的。

細菌與人類精神疾病的關(guān)系

從動物實驗的結(jié)果可以推測，人體中的腸道菌群也會通過其產(chǎn)物影響到我們的行為，也有一些科學實驗提供了部分證據(jù)。

很多患有自閉癥的兒童伴隨著腸道菌群異常，而通過糞菌移植會在一定程度上暫時改善這些兒童的精神癥狀。所以，自閉癥和腸道菌群異常兩種現(xiàn)象是可以聯(lián)系起來的。不過，要確定它們之間的因果關(guān)系其實沒那么容易，因為僅以目前的證據(jù)還無法判斷自閉癥和腸道菌群異常何為因，何為果。很多自閉兒童的飲食習慣都比較古怪（如只吃特定食物），那么他們的腸道菌群就很有可能和正常人不同。腸道菌群的異常也可能通過影響腸道功能（比如導致腹瀉、消化不良等）反過來惡化自閉癥兒童的精神狀態(tài)。所以，腸道菌群與自閉癥之間的關(guān)系還需要進一步厘清。

腦與腸道菌群的關(guān)系是一個非常有趣、充滿未知的研究領(lǐng)域。在這個領(lǐng)域中，未來很可能會有很多有意思的發(fā)現(xiàn)。這些發(fā)現(xiàn)有可能改變我們的生活，比如，可以指導我們?nèi)绾瓮ㄟ^正確的膳食和合理補充益生菌使自己的精神狀態(tài)保持最佳水平。不過，從另一方面講，由于目前很多研究才剛剛開始，還有大量的不確定因素，因此對于各種宣稱可以“改善腸道菌群”“治療自閉癥”的產(chǎn)品，我們?nèi)匀粦摫３种斏鲬B(tài)度，不應該輕易被某些廠家“忽悠”，從而購買或者服用實際上沒有太大作用的營養(yǎng)品。