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小小肠道菌可左右人的命运


稿源:北京日报 编辑:廖鑫太 发布时间:2018-01-12 14:55      【选择字号:

  人体肠道的微生物主要是细菌,它们与人的健康、疾病、胖瘦等有非常密切的关系。但下面这几点人们还知之不多。最新研究发现,肠道细菌与大脑发育有关,进而可能影响人的智商;与人的情绪有关,可以让人愉悦或痛苦;可能与寿命有关,让人延寿。当肠道细菌与出生和发育、生活质量以及死亡有关时,这些因素叠加起来,就可以影响一个人的命运。

  肠道菌有关婴儿大脑发育

  人体内的肠道细菌是主要继承自母亲。人类出生后的第一年,是肠道微生物产生和定植的关键时期。婴儿经过母亲产道或经剖宫产后,碱性厌氧的肠杆菌就成功定植在婴儿的肠道中,成为其中的主导菌群。

  等婴儿长到两岁时,肠道内微生物群落逐渐变得多样化,慢慢与成人的肠道微生物群落趋同。与此同时,婴儿大脑的容积已达到成人大脑容积的80%至90%。

  婴儿肠道细菌的变化和大脑发育几乎同步,这引起了研究人员的注意。日前,美国北卡罗来纳大学教堂山分校的丽贝卡·尼克迈耶研究团队研究发现,人的智商的高低可能与婴儿时期的肠道细菌有关。

  尼克迈耶等人对89名健康婴儿进行研究,采集他们在1岁时的粪便样本,同时采用结构性磁共振成像技术评估这些婴儿在1岁和2岁时的大脑结构。根据检测出的肠道微生物差异,研究人员把这些婴儿分成3组:有相对较多普氏菌的为C1组,拟杆菌较多的为C2组,瘤胃球菌较多的为C3组。同时,这3组中,C1组的微生物种类最多,C3组次之,C2组最少。

  研究人员通过测试发现,婴儿在1岁时的认知与肠道微生物群落之间没有相关性,但在两岁时,认知能力有很大不同。C2组(肠道微生物种类最少组)的婴儿认知得分最高(92分);C1组(肠道微生物种类最多组)的婴儿认知得分却最低(72分)。当然,这些婴儿的认知测试结果均在正常范围内。

  对于这样的结果,研究人员感到难以理解,C2组婴儿的肠道微生物种类最少,从理论上推测,认知能力应该更低。而且以前的研究也表明,婴儿期的肠道微生物种类较少与不良的健康状况,如I型糖尿病、哮喘均有关。

  为了解开这个谜团,研究人员又采用宏基因组学的方法,对这3组婴儿的肠道微生物的代谢功能进行分析。结果发现,C2组婴儿的肠道微生物中,与叶酸、生物素代谢有关的基因增加了,但与细菌致病性相关的基因减少了。由于叶酸是神经发育中重要的代谢物,因此,肠道微生物种类少的C2组婴儿的认知能力反而较高。同时,肠道微生物的致病性降低对神经系统的发育也有益处。

  最终得出的结论是,影响婴儿大脑发育和认知高低的肠道微生物不在于多还是少,而在于组合是否最佳。虽然这个研究只是初步结果,但能说明肠道细菌与婴儿的大脑和认知发育相关。更重要的是,如果婴儿肠道细菌的数量、种类和组合与大脑认知发育有关,具体是通过什么途径产生关系的,是今后需要弄清楚的。

  细菌促进令人愉悦的血清素产生

  人逢喜事精神爽!但喜事还需要转化为体内的多种快乐物质,如血清素,才能让人高兴。

  血清素最早是从血清中发现的,其化学名称是5-羟色胺,广泛存在于大脑、血小板、胃等组织中。它在大脑中的含量最高,除了让人愉快外,还能收缩血管和平滑肌。

  虽然大脑也可以合成血清素,但人体内绝大部分(约90%)的血清素都产生于消化道。肠道中的肠嗜铬细胞储存着这些分子,用来调控肠道运动。然而,研究人员发现,血清素产量的多少并非由肠嗜铬细胞决定,而是由细菌来主导。细菌决定了血清素的产量,从而可能影响到人的喜悦与悲伤。

  美国加州理工学院的生物学家伊莱恩·萧团队发现,肠道细菌改变的小鼠会发生行为方式的改变,这提示微生物与神经系统有相互作用。于是,他们开始研究肠道细菌是否影响肠嗜铬细胞合成血清素的能力。

  研究者在检测正常和无菌小鼠体内血清素的水平后发现,无菌小鼠肠嗜铬细胞产生血清素比正常小鼠减少60%,但是给无菌小鼠移植正常肠道微生物后,又能恢复小鼠肠道嗜铬细胞产生血清素的能力。这证明,肠道微生物是肠道合成血清素的重要条件。共有近20个种类的产芽孢细菌组合能让无菌小鼠恢复产生血清素的能力。

  细菌又是如何促成血清素合成的呢?进一步研究发现,这些产芽孢细菌的代谢产物,如维生素E、丁酸盐、胆酸盐、脱氧胆酸、对氨基苯甲酸、丙酸盐和酪胺等分子,能刺激肠嗜铬细胞生产血清素。

  来看看这个过程:当肠道内的菌群正常时,产芽孢细菌的代谢产物刺激肠嗜铬细胞生产血清素,然后通过血液循环维持人体和大脑内血清素的正常浓度。因此,在有外界的喜事刺激时,人才会高兴。反之,体内菌群减少或搭配比例不当,会让血清素合成减少,即便有喜事刺激也高兴不起来。

  一个旁证是,部分抑郁症患者的表现之一就是体内缺乏维生素E,所以医生会给予补充维生素E,缓解患者的抑郁症状。现在,研究人员也发现,产芽孢细菌的代谢产物之一就是维生素E,后者又能促进血清素的生成,说明细菌真的左右着人们的喜悦与悲伤。

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