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有人因为学习或工作压力太大而经常腹痛、腹泻；也有人因为长期高脂高糖饮食而记忆力变差。 情绪为何会影响胃肠道功能？饮食又是怎样影响我们的记忆力？ 其实这跟肠-脑轴密切相关。作为肠道和大脑之间的双向信息交流通路，肠-脑轴为很多难以治愈的身心疾病提供了治疗思路。其中肠道菌群的起到了复杂而重要的作用。 人体80%的菌群存在于肠道内，数量超过100万亿个，种类超过1000种。这些肠道菌群对人体的消化、代谢、免疫、情绪等生理或心理活动都有着重要影响，功能上相当于人体的一个器官。
该图演示了在人类一生中，微生物多样性随神经发育而出现的典型变化 那么，肠道菌群主要功能有哪些呢？ 1. 为人体提供营养物质 肠道菌群在合成和代谢过程中会产生短链脂肪酸、维生素、非必须氨基酸、5-羟色胺等，这些物质可以作为人体某些组织器官的能量来源或生长发育的养料。 2. 参与代谢过程 肠道菌群可以提供人体重要代谢过程中所必须的酶、激活肝脏酶系统、影响药物代谢过程。 3. 保护肠道微生态平衡 肠道粘膜上皮是肠道机械屏障的基础，肠道菌群可以在这道机械屏障的某些部位黏附、定植、繁殖形成“菌膜屏障”，抵抗外来病原菌的侵袭，抑制有害菌的繁殖，帮助修复肠道粘膜上皮。 4. 免疫作用 肠道菌群可以刺激机体的免疫细胞增殖和免疫系统发育，增强机体的免疫和清除功能。 肠道菌群的功能如此强大且多样，所以医学家们将其视作肠-脑轴的关键调节器，且将三者的协调工作视为“微生物-肠-脑轴”( microbiome-gut-brain axis）（也有学者称之为肠道菌群-肠-脑轴）。那么肠道菌群如何实现肠脑轴的交流？ 1. 迷走神经途径 肠道受到双重神经支配，既有外来的自主神经系统又有内在的肠神经系统，二者形成多条反射回路调节肠道的生理活动。动物实验表明，破坏动物的肠道菌群可以影响神经递质的释放、改变某些受体的活性，增加小鼠的焦虑行为。 2. 免疫系统 肠道淋巴组织里存在大量的免疫细胞，它们可以识别无害的微生物和外来入侵的病原菌。但是肠道菌群紊乱时，肠道上皮细胞会识别相关致病菌的分子模式，引起促炎症因子分泌，某些因子通过血脑屏障进入大脑，影响大脑的结构和功能。 3. 神经内分泌途径 肠道菌群代谢产生的多种细胞因子和神经递质可以调节细胞分泌，某些分泌产物的增多可能会影响神经系统的分泌。
上图描述了已知的肠道微生物群和大脑之间的各种双向交流途径，包括肝脏和胆囊代谢、免疫调节反应、神经元神经支配、肠道内分泌和微生物代谢物信号传递。 肠道菌群可以通过神经系统、免疫系统、神经内分泌途径和大脑进行信息交流，影响大脑的结构和功能，改变人的认知和行为。恰当的干预肠道菌群可以起到缓解焦虑抑郁、改善认知，甚至可以促进大脑和智力发育。 目前，肠道菌群影响大脑功能的机制尚未完全阐明，但是诸多实验研究正在揭开这层神秘的面纱： 1.动物实验研究发现，通过无菌饲养、抗生素处理等手段改变肠道菌群之后，小鼠的神经生化发生明显改变：无菌饲养的小鼠表现出应激反应过度和相关脑源性神经营养因子表达异常；柠檬酸杆菌感染的小鼠焦虑行为增加；抗生素处理的小鼠探索行为增加；含益生菌饮食饲养的小鼠，应激水平降低、焦虑抑郁行为减轻。 2.神经递质假说认为，大脑主要有三大神经递质系统，分别是去甲肾上腺素能、多巴胺能和5-羟色胺能神经递质系统，它们与人类的愉悦情绪产生和传递密切相关。大部分多巴胺和5-羟色胺是在肠道和肠神经系统合成的，肠道菌群可以维持下丘脑－垂体－肾上腺素轴（HPA轴）的正常运作并且影响这些神经递质的合成，影响人们的情绪和认知。
上图蓝色箭头表示影响菌群-肠-脑轴的因素：饮食、先天遗传、相关的表观遗传学、出生时的分娩方式、环境、药物、运动。 红色箭头表示受菌群-肠-脑轴影响的各种行为：包括饮食摄入、认知功能、压力、社交行为、恐惧情绪。 有哪些方式可以调节肠道菌群，改善大脑认知呢？ 1. 服用益生菌 研究表明，摄入足够数量的益生菌可以调节血清中肾上腺素和皮质醇的水平，从而改善应激反应，降低抑郁、焦虑水平；也可以修复肠道通透性，减少炎症因子的释放。服用益生菌可以增加与肠道健康有关的菌群，但是不同的益生菌补品含有的菌株不同，所起到的作用也不同，可以咨询医生补充相应的菌群。 2. 控制添加糖摄入 高脂高糖的饮食模式会改变肠道通透性和血脑屏障完整性，使炎症相关化学物质释放增加、减少神经元增殖，影响海马区——人体的记忆中心。“少油少盐，控糖限酒”一直是《中国居民膳食指南》所倡导的，指南建议，每日摄入添加糖不能超过50g，最好控制在25克以下。生活中尤其要注意这些添加糖：白糖、红糖、甜饮料、甜食、蜂蜜、果汁。 3. 多吃含有益生元的食物 益生元和益生菌一字只差但含义大有不同。简单来说，益生元是益生菌的食物，可以选择性促进某些菌落的生长和活性。常用的益生元包括低聚果糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖、低聚麦芽糖、菊粉等。日常饮食中富含益生元的食物有全谷类、大多数豆类（黄豆、芸豆、鹰嘴豆等）、芦笋、柑橘类水果、大蒜、洋葱等。 4. 保持运动习惯 运动不仅有益于保持良好的心肺耐力和肌肉力量，还可以增加肠道菌群的多样性、改善肠道健康。《WHO身体活动和久坐行为指南》建议成年人每周至少150~300分钟的中等强度有氧运动或75~150分钟高强度有氧运动，并且尽可能减少久坐不动的时间。 除此之外，避免服用不必要的抗生素、尽量减少吸烟或不吸烟、保证充足的睡眠、排解心理压力都可以对肠道菌群产生一定的有益影响。  参考文献： [1] Cryan JF, O'Riordan KJ, Cowan CSM, et al. The Microbiota-Gut-Brain Axis. Physiol Rev. 2019 Oct 1;99(4):1877-2013. [2] 李波, 侍荣华, 李宗杰. 肠道菌群-肠-脑轴与心身疾病的相互关系[J]. 生理科学进展, 2018, 49(3):6. [3] Sudo N. Microbiome, HPA axis and production of endocrine hormones in the gut. Adv Exp Med Biol, 2014, 817: 177~194. [4] Osadchiy V, Martin CR, Mayer EA. The Gut-Brain Axis and the Microbiome: Mechanisms and ClinicalImplications.Clin Gastroenterol Hepatol. 2019 Jan;17(2):322-332. [5] Bruce-Keller AJ, Salbaum JM, Luo M, et al. Obese-type gut microbiota induce neurobehavioral changes in the absence of obesity. Biol Psychiat, 2015, 77: 607~615． 科普|解惑|答疑|辟谣|懂你|涨知识
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