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腸道大腦互影響 行為健康同維持

 

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。

 

精簡版於2021年 7月30日晴報刊登



參考資料/延伸閱讀:
<益生第一關>2018/01/05 --『腸道菌與社交生活』
https://hskgene.com/blogs/probiolife-first/gut-microbiome-and-sociability

<益生第一關>2017/12/08---『腸道細菌影響大腦功能。大腦與第二大腦對話』
https://hskgene.com/blogs/probiolife-first/gut-brain-axis

<益生第一關>2016/06/09---『幸福從腸道開始』
https://skypost.ulifestyle.com.hk/article/1831979/%E5%B9%B8%E7%A6%8F%E5%BE%9E%E8%85%B8%E9%81%93%E9%96%8B%E5%A7%8B

<益生第一關>2018/05/25---『健康腸道菌 舒緩「腸易激」(二)』
https://hskgene.com/blogs/probiolife-first/irritable-bowel-syndrome-2

<益生第一關>2017/04/07--『健康腸道菌紓緩「腸易激」』
https://skypost.ulifestyle.com.hk/article/1765890/%E5%81%A5%E5%BA%B7%E8%85%B8%E9%81%93%E8%8F%8C%20%E7%B4%93%E7%B7%A9%E3%80%8C%E8%85%B8%E6%98%93%E6%BF%80%E3%80%8D

 

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 |
https://health.ltn.com.tw/article/breakingnews/3603134.

腸道益生菌|抑鬱腦退化6疾病因壞菌太多?洋葱蕉蒜3類食物要多吃.” |30-04-2021|香港01|

https://www.hk01.com/%E5%81%A5%E5%BA%B7/618278/%E8%85%B8%E9%81%93%E7%9B%8A%E7%94%9F%E8%8F%8C-%E6%8A%91%E9%AC%B1%E8%85%A6%E9%80%80%E5%8C%966%E7%96%BE%E7%97%85%E5%9B%A0%E5%A3%9E%E8%8F%8C%E5%A4%AA%E5%A4%9A-%E6%B4%8B%E8%91%B1%E8%95%89%E8%92%9C3%E9%A1%9E%E9%A3%9F%E7%89%A9%E8%A6%81%E5%A4%9A%E5%90%83

“原來大腦不只自己下命令,還會聽腸道菌的話.”|07-06-2018|Heho健康|

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