编者按:数世纪以来,专家把情绪问题归因于大脑,但近年来“肠脑菌轴”的研究,揭开了肠道-大脑-肠道菌群间互动的奥秘,颠覆了这个认知。
本文举动物实验说明:情绪的变化与肠道菌变化有关联。平衡的肠道菌相是自体的镇静剂工厂,能产生抗焦虑的物质,将其透过迷走神经传送至大脑。
焦虑与肠道问题如影随形
数年前,我第一次为一名六十六岁的女患者露西看诊时,她的医疗问题看起来似乎没什么特别之处。多年来,她患有轻微便秘和腹部不适的症状,而且已经被确诊为肠躁症。露西的故事比较奇特的部分在于她的焦虑症状。
在她到我这里来就诊之前,已有两年的时间每隔几周就严重恐慌发作。症状包括强烈的恐惧、心悸、呼吸急促,以及一种即将大祸临头的感觉(a sense of doom)。这些症状会突然出现,然后通常在二十分钟内消退。在每次严重的发作间隔期间,露西也注意到自己整体的焦虑程度上升了。虽然许多因为肠胃症状来找我看诊的患者,都提到自己有恐慌发作的病史,但是露西出现这类症状的初始情况却很不寻常。
大约两年前,露西开始出现慢性鼻窦充血与头痛症状,并且不时复发,被医师诊断为鼻窦感染。她接受了为期两周的环丙沙星(ciprofloxacin)疗程,那是一种能杀死多种病原体,包括肠内微生物的常用广效性抗生素。这段期间,她注意到自己的排便次数变得更加频繁,而且大便变稀,其他方面则都正常。为了缓和这些影响,她服用了几个星期的益生菌,后来感觉似乎回复正常了。
改善焦虑情绪关键 维持肠道菌相平衡
除了几个临床的病例报告以外,二○一一年我为露西看诊时,还没有什么科学证据足以支持肠道菌丛和情绪状态之间的关联性。但那一年稍晚,一群创新的加拿大研究人员依据动物实验结果,发表了一些有趣的发现。这些研究指出,肠道菌本身能产生改变情绪行为的神经传导物质。
普密索·柏西克和他在麦克马斯特大学的研究小组,使用由三种广效性抗生素混合而成的药品治疗一群正常老鼠,疗程为期一周。他们监测老鼠的肠道菌丛组成,以及它们在服用抗生素之前、期间和之后的行为。结果正如他们所预料的,这种治疗方式剧烈改变了老鼠肠道菌丛的组成,有些菌种增加了(尤其是几种乳酸杆菌),有些则减少了。
而且柏西克惊讶的发现,接受抗生素治疗的老鼠表现出了更多的探索行为,例如在笼中或实验装置里光线良好的开放区域待上更长的时间,而非像平常那样喜欢躲在受保护的暗处。由于老鼠无法表达自己的焦虑症状,它们的这种行为被看成是它们比较不焦虑,或者如科学家所说的,它们表现出较少的“类焦虑行为”。
在老鼠结束抗生素疗程两周后,行为和肠道菌丛都恢复到正常状态,这表示,研究人员观察到的动物的情绪行为变化,与抗生素引发的肠道菌丛变化有所关联。
但大脑是如何得知抗生素引起肠道变化的呢?肠道菌要传递这类讯息至大脑,最可能的解答是“迷走神经”,它是肠道与大脑间主要的沟通高速公路。切除迷走神经的老鼠,在其肠道菌受抗生素抑制时,确实不会显现出焦虑减少的现象。
这些研究结果显示,正常老鼠的肠道菌会稳定产生能抑制焦虑的物质,而这些物质的效果则透过迷走神经传送至大脑。
肠道菌丛是镇静剂工厂
肠道菌可能产生哪种抗焦虑的物质呢?先前的研究显示,某些微生物能制造一种名为γ-胺基丁酸的神经传导物质。这种物质也称为GABA(注1),是神经系统中数量最多的讯息传递分子之一,它能抑制我们大脑的情感部位,也就是边缘系统。许多抗焦虑药物(如烦宁、赞安诺和克痫平)都是把目标锁定在相同的讯息传递系统,模仿GABA所产生的影响。
关于肠道菌、GABA和脑功能之间的关联性,早在三十年前,就在肝硬化晚期患者的身上观察到了。这类患者的精神状态和警觉性通常都会受到损害。当医师开给他们阻断GABA讯息传递系统的药物时,他们的认知功能和精神都能迅速获得改善。
令人惊讶的是,这些患者服用广效性抗生素时,大脑功能也改善了。
当时,研究人员还无法清楚解释,肝硬化如何增加大脑中GABA的活动。但我们现在已经了解到,是受到改变的微生物在肠道产生了更多的GABA,然后这种物质传递到大脑中特定的GABA受体,使得认知过程与情感脑系统功能减弱。
正如柏西克的老鼠实验中,制造GABA的细菌因广效性抗生素而数量减少,造成脑中的GABA值下降,改善了大脑功能。
注1. GABA属于抑制性神经传导物质,可抑制中枢神经的活动,使人放松及冷静。GABA的作用太强时,会引起神经与精神障碍。
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