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现代环境压力下的肠道菌群和心理健康

发布时间:2019/04/11    浏览:79803次    

人类共生微生物的研究为了解神经精神疾病的病理生理学提供了一个全新的视角。由于饮食、抗生素暴露和其它环境因素,现代人的微生物群落与我们的祖先微生物群落相比发生了很大变化,而这些差异可能会影响我们的心理健康。




微生物是巨大的生态系统中的一部分,它有助于人类健康,最终也将促进地球本身的健康,这一想法似乎是不可否认的。现在“dysbiosis”(生态失调)一词已经演变成一个主要围绕肠道和其它解剖学位置的微生物变化的术语,但是它的原始定义非常简单,是指“生活陷入困境,艰难的生活”。


由于气候变化和生物多样性丧失的现实,人们很容易认为地球生命正处于危难之中。因此,生态失调是一个全球性问题。此外,科学进步使人们有理由质疑,人类行为和生活方式的现代变化(包括与生物多样性接触减少,微生物就是其中的一部分),也可能导致人类的“生活艰难”。




心理健康问题,比如情感障碍、焦虑症和精神疾病,不只是心理应激和遗传易感性导致的疾病,而是全身的炎症性疾病,与免疫状态有关。从这个角度来看,人类共生微生物变得非常重要,它们包括大约100万亿左右的生物有机体,对我们的免疫调节功能产生深远的影响,尤其是肠道微生物。我们的肠道微生物的状态影响的不仅仅是肠道疾病,还包括自身免疫性疾病,肥胖症,以及肝脏代谢,甚至包括癌症和心理健康问题。虽然每个人的微生物组都是独一无二的,但是健康人群通常共享某些细菌物种、多样性和丰富度。很明显,生活在发达国家的人群的微生物组与那些与我们的祖先生活类似的狩猎采集人群的微生物组大不相同。


与我们狩猎采集的祖先相比,可能影响微生物群落的现代压力包括:

1、快速城市化(例如:建筑环境、认知需求、压力等方面)

2、饮食模式的西方化(例如:大量引入超加工食品)

3、生活方式(例如:久坐不动、与大自然接触更少)

4、药物的广泛应用(例如:抗生素使用)

5、气候因素(例如:热应激、生物多样性丧失)




越来越多的证据表明,城市化和西方化是导致人类复杂的共生微生物群落生态失调的主要因素。更具体地说,它包括有益微生物的损失、潜在有害微生物的扩散和/或整体微生物多样性的丧失。那些维持传统的非城市化和非西方化生活方式的人群,其肠道菌群的多样性要高得多。可以说,他们的生活方式更接近我们的祖先,虽然他们可能在生命早期更容易死亡,但是他们在整个生命中经历非传染性疾病的几率更低。


随着时间的推移,如果这些压力得不到适应、干预、恢复和/或适当的应对,慢性低度炎症和氧化应激的破坏性级联反应可能会破坏宿主细胞,就像海浪侵蚀海岸线一样。事实上,所有非传染性疾病都与炎症负担有关,从过敏性疾病,到肥胖和糖尿病,再到抑郁、焦虑和精神分裂症等等。




肠脑连接取决于微生物群落如何以类似于心理压力的方式影响下丘脑-肾上腺-垂体轴,致病性细菌与免疫和内分泌系统相互作用产生炎症级联反应增加交感神经反应性。这些炎症性细菌也通过自身产生的神经递质和肠内的迷走神经感受器直接与大脑沟通。益生菌或抗炎症性细菌可以抑制这种免疫和交感神经反应,研究最多的是乳杆菌和双歧杆菌。动物和人类研究均表明,补充有益微生物可以减少炎症和焦虑或痛苦的行为迹象。它们跟化学抗抑郁药一样作用于同一个系统,但是作用于不同的位置,这也表明益生菌作为一种新型的低副作用的抗炎症、抗焦虑和抗抑郁药的可能性。




迄今为止的研究虽然规模较小,但是前景广阔。益生菌、益生元和粪菌移植可以改变啮齿动物的行为和焦虑水平。人体随机对照试验发现,补充益生菌一个月后,消极、沉思的想法有所减少。一项引人入胜的研究发现早期补充益生菌可以大大降低十几岁的青少年多动症或自闭症的发病率。另一项研究中,研究人员通过分析粪便微生物组就可以100%的敏感性和97%的特异性确定患者是否有抑郁症。在一项小规模的住院患者中进行的研究发现,与单独使用抗抑郁药相比,抗生素和抗抑郁药联用对精神病性抑郁症的影响更显著。此外,精神分裂症患者口腔微生物组与健康对照之间存在显着差异,患有厌食症的人的微生物组在疾病行为期间与恢复期间完全不同。亦有进一步的研究提出了微生物群落和阿尔茨海默病之间的联系。


既然确定了微生物组和心理健康之间的迷人联系,那么寻找安全可行的临床数据的挑战则意义深远。通过调节微生物组解决潜在的全身炎症在一定程度上可以改善心理健康。因为微生物群落会因为局部压力、食物摄入、睡眠等而发生变化,因此这可能并不像听起来那么简单。对于一个人来说健康理想的微生物群落,对另一个不同饮食或生活习惯的人来说就不一定理想了。我们不太可能通过一种通用的益生菌而获得最佳的临床效果。通过微生物组测序而补充那些缺失的有益的保护性物种可能更为有效,比如长双歧杆菌和嗜黏蛋白阿克曼氏菌(Akkermnansia muciniphila)。同时,研究还需要进一步确定低剂量和高剂量的益生菌补充剂的健康益处和/或潜在风险以及将益生元纤维和益生菌联用的效果。




饮食对于任何微生物群落的研究来说都是一个巨大的干扰因素。大量研究表明,更为传统的纯天然的食物对心理健康更为有益。虽然维生素、矿物质和某些脂肪酸的最佳水平是大脑功能的关键,但是传统饮食富含某些膳食纤维和益生元,它们对微生物群落的健康益处可以解释这些饮食对心理健康的影响。显然,我们还需要更多的工作以更深入的理解饮食、益生元和益生菌对总体健康的影响。


此外,我们还应该注意在人类进化史上免疫系统的另一个长期的调节因素,那就是真核寄生虫。在人类整个进化历史中,人类与寄生虫感染共同进化,然而近些年来,寄生虫感染几近消失。自20世纪初,一些常见的感染,比如钩虫和蛲虫,在发达国家已经大大降低,对长期免疫和宿主行为有许多可能的下游影响。寄生虫与共生微生物并肩作战,寄生虫也理应成为心理健康相关的微生物组学研究的一部分。某些肠道寄生虫已被用于治疗实验性自身免疫性疾病,比如克罗恩病和多发性硬化症,其中一些有趣的病例报告称精神疾病与自身免疫性疾病症状的缓解同时发生,包括焦虑症、情感障碍和自闭症等。研究神经精神疾病的寄生虫疗法或许也是一种明智的选择,特别是强迫症或某些类型的疑似自身免疫的精神错乱。


调节微生物群落或许是用于对抗精神疾病的一种不断发展的工具。医学研究人员、人类学家、心理学家和生理学家之间的多学科交流可以帮助我们调节我们的现代环境以改善我们的心理健康需求。


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