情绪与肠道微生物_张丽君

中国食品报/2013年/9月/10日/第005版

营养产业

情绪与肠道微生物

张丽君

情绪是人脑的高级功能，保证着有机体的生存和适应，对个体的学习、记忆、决策有着重要的影响。情绪也是个体差异的来源，是许多个性特征和心理病理的关键成分。一直以来，情绪的研究都离不开大脑神经系统。现在，越来越多的研究表明，病原微生物能够影响宿主的大脑和行为，甚至诱发精神疾患。肠道细菌能影响小鼠的大脑神经系统发育和行为模式的发展。肠道徽生物还与高血压、高血脂、慢性疲劳综合征、肥胖等慢性炎症状态有关，甚至与孤独症和抑郁症等精神疾病有关。美国哥伦比亚大学迈克尔·格尔森在《科学美国人》杂志上发表文章称，控制人类以及某些哺乳动物情感的五羟色胺、多巴胺以及多让人情绪愉快的激素，95%是在肠道里面合成的。格尔森等人强调，情绪的很大部分受肠道神经系统影响。因此，建立良好的肠道微生物平衡将是日后治疗情绪相关疾病的一个关注点。本文将总结各种情绪疾病与肠道微生物的关系，深入探讨肠道微生物对脑和行为的影响。

慢性疲劳综合征与肠道微生物

慢性疲劳综合征(CFS)是指一组以不能通过休息得到缓解的疲劳为主要特点，并伴有头痛、咽喉痛、肌肉关节痛、记忆力下降、注意力不集中等症状，常规检查没有异常发现，无法归入已知任何疾病的综合征。随着社会竞争的日趋激烈，生活节奏加快以及工作压力的增大，临床上以精神紧张、慢性疲劳为主诉的患者呈日益增高的趋势。世界卫生组织估计，此病危及世界人口的20%—25%。因此，CFS将成为21世纪影响人类健康的一个重要问题。

临床研究发现，CFS患者胃肠道功能失调，，黏膜免疫异常，循环促炎症细胞因子水平升高。与健康被试者相比，CFS患者肠道菌群发生了改变，包括双歧杆菌和大肠杆菌的数量减少，粪链球菌则大量增加。另有研究发现，肠道菌群的改变还可能与CFS患者的认知及情绪状态，特别是焦虑有一定的关系。

目前，补充有益菌的制剂对CFS患者有一定的治疗价值，还能减轻患者的压力和疲惫，甚至能改善神经认知功能。加拿大多伦多大学的一项随机双盲安慰剂对照组的研究，随机选取39名CFS患者，每天接受干酪乳杆菌(2.4×1010cfu)或安慰剂，持续两个月。在干预前和干预后，根据粪便样本检测分析病人的肠道菌群，并且使用贝克抑郁量表和贝克焦虑量表来评估病人的抑郁和焦虑状态。实验结果表明，与安慰剂组相比，服用乳酸杆菌组不仅乳杆菌和双歧杆菌显著增加，而且焦虑症状也明显减轻。

抑郁症与肠道微生物

抑郁症是一种情感障碍性疾病，核心症状是情感低落、兴趣和愉快感缺乏及意志行为减退，还包括有不适宜的负罪感、自杀念头、注意力不集中、失眠、食欲障碍等症状。该病具有高发病率、难治愈和高复发率等特点。根据世界卫生组织2001年的报告，抑郁症是全球主要致残原因之一，其发病率在不断上升，在世界十大医疗疾病负担中排名第四，到2020年可能上升到第二位。在中国，1998年抑郁症已经占据疾病总负担的第二位，虽然预计到2020年将会降至第三位，但其所占比重仍然在增加，从6.9%上升到7.2%。

抑郁的发病机制非常复杂，一般认为是由社会、环境和个体三方面因素相互作用引起的。目前，关于抑郁发生机制的假说很多，但大都只能解释某些方面的原因，除了应激性生活事件和个性特征等心理学解释，抑郁症神经生化机制的假说主要有:单胺类神经递质失衡假说、BDNF假说以及细胞因子假说等。

然而，现在越来越多的研究发现，被称为人类的“第二大脑”的肠道与抑郁密切相关。其中，在这个总面积达200平方米的肠道中的1000多种细菌更是与抑郁症的发生有着千丝万缕的关系。其实，在很早以前，医生就发现，人类在感染了梅毒、链球菌之类的病原体后，如果不进行治疗，人就会出现严重的精神问题。现在，越来越多的科学家认识到，以前一些归咎于神经或心理缺陷的精神疾病，其实是微生物引起的。一些研究表明，微生物感染本身不会中断大脑发育，而是由感染引起的身体免疫反应影响到了神经系统，并造成伤害。目前，研究肠道菌群失衡与抑郁的关系主要有以下几个推断:1.抑郁与色氨酸代谢有关。微生物可能影响色氨酸的代谢，通过激活吲哚胺2，3-双加氧酶(IDO)，使色氨酸通过犬尿氨酸途径而耗尽色氨酸，5-羟色胺水平降低(色氨酸是5-羟色胺的前体，5-羟色胺是一种重要的神经递质，与人类一系列行为问题有关)，从而引发抑郁，犬尿氨酸途径还会产生一些神经毒性的代谢产物，如喹啉酸，能够损害神经；2.肠道菌群影响宿主的营养吸收和代谢，比如影响碳水化合物的消化吸收，而研究发现，果糖吸收不良与抑郁症的早期标志有关；3.应激性生活事件是引起抑郁的一个重要因素。各种形式的应激，不管是心理社会的还是生理物理的，都能够改变肠道菌群，引起乳酸杆菌和双歧杆菌数量减少，特别是双歧杆菌对应激尤其敏感。菌群的改变，引起宿主炎症反应，影响营养物质吸收，改变神经递质代谢，下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴活性增强，海马脑源性神经营养因子(BDNF)水平降低(低的海马BDNF水平与抑郁和焦虑行为有关)，从而引起神经系统功能紊乱，个体出现抑郁症状，这些反过来又降低个体应对心理和生理应激的能力，使更容易遭受应激性生活事件，从而形成一种恶性循环。因此，调整肠道菌群可能是治疗抑郁症的一种新的方法或者辅助治疗方法，但具体作用机制方面的研究还需进一步充实。

孤独症与肠道微生物

儿童自闭症(autism)也称孤独症，是婴幼儿时期的一种严重的广泛性发育障碍疾病，主要表现出三大症状:社交障碍、交流障碍、刻板行为及兴趣。孤独症一般在3岁前发病。有的患者在6—24月就表现出孤独症症状，但也有患者前期发育正常，在2—3岁时出现退行性变化，语言和社交机能丧失。在1980年以前，孤独症一直被认为是一种罕见病，但随着时代的发展，经过20多年的时间，孤独症患者发病率逐年提高，诊出率提高到原来的10倍多。

孤独症是一类多因素导致的综合征，基因等遗传因素的病因已经得到证实，同时，也有人提出各种可能的因素，如病毒感染、免疫异常、营养缺乏、重金属代谢异常(特别是汞异常积累)、出生时父母年龄、父母疾病等。现在，越来越多的研究指出，肠道微生物与孤独症的关系。美国芝加哥拉什医学院胃肠病营养与研究中心的一项研究表明，儿童自闭症、老人痴呆等与肠道菌群有重要关系。研究发现，当人体肠道菌群里的一种芽孢杆菌数量占优势时，会分泌神经毒素，造成腹泻或对神经的侵害，儿童自闭症与此有直接关系。美国学者博尔特(Bolte)认为，孤独症可能是由于长期亚急性破伤风梭菌(C.tetani)(致病性梭状芽孢杆菌的一种)感染所致，胃肠道感染这种病菌后，释放的神经毒素通过迷走神经传人中枢神经系统，水解突触囊泡的小突触泡蛋白，抑制了神经递质的释放，从而引起了孤独症的各种行为表现，而抗肠道梭菌的治疗可减轻孤独症的症状。最新的一项研究也发现，一种肠道微生物的代谢产物——丙酸，可引起大鼠患孤独症。这些发现都提示了孤独症患者的肠道菌群发生了改变，特别是梭状芽孢杆菌类。因此，通过益生菌促进肠道菌群的平衡，抑制梭状芽孢杆菌的生长，减少有害菌产生的有毒物质，将是治疗孤独症的有效替代手段之一。

焦虑与肠道微生物

焦虑是由预先知道但又不可避免的、即将发生的应激性事件引起的一种预期反应，以恐惧、担心、紧张等精神症状为主要表现，同时多伴有心悸、多汗、手脚发冷等植物神经功能紊乱，其核心症状为担忧。美国弗吉尼亚大学格勒(Goehler)等人的研究表明，焦虑是病原微生物入侵导致的人类疾病行为的一种主要情绪表现。空肠弯曲菌(C. jejuni)或枸橼酸杆菌(C.rodentium)入侵，在感染早期，便可引起小鼠焦虑样行为。伦敦大学医学院罗克和洛里(Rook&Lowry)等人研究认为，

微生物环境的改变引起宿主免疫系统发育不完善，免疫调节功能受损，机体炎症反应途径过度活化而抗炎症途径发育不完全，使得机体长期处于炎症状态，促炎症细胞因子水平上升，抗炎症细胞因子水平下降；如果炎症倾向Th2时易出现焦虑症状，Th1时易出现抑郁症状。多伦多大学营养科学学院研究人员饶(Rao)等研究表示，补充益生菌乳酸杆菌可减轻慢性疲劳综合征患者的焦虑情绪。由此可见，焦虑可能与肠道菌群有一定的关系，而补充益生菌可对焦虑有一定的改善作用。

综上所述，肠道微生物在各种心理疾病中发挥着不容忽视的作用。肠道微生物可能通过肠-脑轴影响宿主的脑行为，甚至心理状态，借助于神经递质、代谢产物、免疫信号、甚至基因表达等通过神经途径、内分泌途径、免疫途径等来与宿主的中枢神经系统进行交流。目前，尽管世界上调节肠道菌群的益生菌主要被用于各种消化道疾病的治疗以及健康饮食，但有益微生物对抑郁、焦虑等情绪的改善正日益受到重视。根据世界卫生组织2001年报告，世界上平均每4个人中就有一个在人生的某一阶段受到精神病的困扰。一般认为，中国的精神病发病率较低，但《柳叶刀》的一项研究表明，中国精神病发病率与西方国家相似，约为17.5%，给社会带来巨大的负担，预计到2020年，精神问题将占疾病总支出的四分之一。因此，人体有益微生物在不久的将来将会在精神疾病，如抑郁症的治疗方面发挥重要作用。