腸道大腦互影響行為健康同維持

作者海山基因團隊 7月 30, 2021

精簡版於2021年 7月30日晴報刊登

人類是群體生活的動物，人與人行為交流是日常生活不可缺少。大腦是身體的指控中心，控制我們的思想、感情、言語和行動;同時讓身體各器官各盡其職、維持生命。但愈來愈多的科學家發現除了大腦外，身體還有另一個指揮中心---就是我們的腸道。

腸道微生物與腦部的直接/間接關係

腸道微生物可透過多種途徑影響腦部。腸道微生物透過分泌代謝化學物質，直接進入血液、再由血液到達腦部。例如部分腸道益菌能製造醋酸鹽(Acetate ) ，有實驗指出這種短鏈脂肪酸能透過血液到達腦下丘(Hypothalamus) ，刺激腦部抑制食欲。近年科學家發現腸道和胃壁都有一種神經細胞(Neuropod cells) ，它們能直接連接腦部神經系統。這些腸道裏的感知細胞能令腦部直接感知腸道中的化學變化，如食物及腸道微生物分泌等。

腸道微生物亦可透過其他間接渠道影響腦部。例如腸道菌會透過激活腸道內分泌細胞(Enteroendocrine cells) ，使它們分泌賀爾蒙到全身、間接影響腦部。有些腸道菌能分泌短鏈脂肪酸丁酸鹽(Butyrate) ，激活腸道內分泌細胞產生賀爾蒙酪酪肽(Peptide tyrosine-tyrosine, PYY) ，酪酪肽能經由血液到達腦部、從而抑制食欲。除了影響賀爾蒙，腸道微生物亦能利用免疫系統和腦功能互相聯繫。部分腸道微生物能影響免疫細胞與發炎反應，從而間接影響大腦，影響行為、心情和思想。德國有硏究發現，沒有腸道菌的無菌小鼠(Germ-free mice)的免疫系統亦有缺失，從而影響其腦部微膠質細胞(mucroglia)成熟及發展。而當團隊重新把腸道菌移植到無菌小鼠的腸道後，免疫系統及微膠質細胞亦能漸漸恢復正常。可見腸道微生物能從不同渠道影響腦部及神經系統。

腸道微生物影響社交行為

近期在知名科學期刊《自然》(Nature)更刊登了一篇由台灣和美國研究團隊合作的研究，發現在腸道生存的微生物會影響其宿主的社交行為。他們透過觀察無菌小鼠和正常的小鼠面對同種個體時，發現無菌小鼠的社交表現量較低，而在血液中卻有較高濃度的壓力賀爾蒙皮質酮(Corticosterone)。

他們發現阻斷皮質酮訊息路徑、剔除在腦部特定區域的皮質酮接受器「葡萄糖皮質素受體」(Glucocorticoid receptor)和抑制分泌皮質酮的上游路徑都能增加社交行為。相反，在正常小鼠身上，刺激腦部特定區間的壓力神經元和促進分泌皮質酮的上游路徑，壓力隨之增加、導致正常的小鼠社交行為減少。綜合無菌及正常小鼠的實驗結果，可見腸道菌能透過控制皮質酮、從而影響小鼠的社交反應。團隊更進一步發現，腸道微生物糞腸球菌(Enterococcus faecalis)能影響一組壓力腦神經迴路，可減少壓力和增加社交行為。完整地呈現腸道微生物與這種神經機制影響腦部的行為表現。

雙向溝通的微生物群-腸-腦軸（microbiota-gut-brain axis）

然而，大腦的反應也會影響腸道。正如有些人考試或面試時感到緊張，就會覺得肚痛，腹部不適，顯然大腦與腸道的溝通是雙向的。前文曾提及的腸易激綜合症(Irritable Bowel Syndrome, IBS)患者當中，有44-84%同時有抑鬱/焦慮症。從綜合17項研究的分析研究中發現，同時有腸易激及抑鬱/焦慮症患者的腸道微生物多樣性亦較低。亦有研究指出，催眠治療（hypnotherapy）能舒緩腸易激症狀，亦對腸道菌組成有些微影響。可見除了益生菌外，精神健康治療亦可對腸易激疾病有幫助。

科學界正在不斷研究微生物群-腸-腦軸之間的關係，了解複雜的大腦神經系統、腸道及腸道菌三方能透過什麼基制溝通、相互影響。這也為有神經系統疾病，如腦退化症、抑鬱症、自閉症和社交焦慮症等疾病，提供另一種治療方式。例如內地最近開始發展以益生菌配合應用行為分析(Applied Behaviour Analysis ,ABA)訓練，去治療自閉症兒童的腸道及行為問題。

隨著更多腸道菌和大腦行為有關的研究開展，兩者之間的關係會漸漸明顯。目前階段仍需要更多研究和臨床測試，發展以調節腸道菌治療神經系統疾病的方法。

參考資料/延伸閱讀:
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Google Images:

Gut-brain axis Behavior

Easy Reading:

“成大發現腸道細菌會影響社交行為登《自然》期刊 - |14-07-2021|自由時報電子報 |
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發布於 1. 益生新知, 3.疾病防治