肠道微生物如何影响人的情绪
肠道微生物参与人或动物多种生理代谢活动，肠道微生物失衡不仅会产生多种胃肠道疾病，还会通过微生物-胃肠-脑轴影响大脑功能，进而影响行为和情绪。临床上约80%以上的胃肠道疾病患者，伴有焦虑、抑郁、恐惧等症状，而应用抗抑郁类精神疾病治疗药物，往往对这些胃肠疾病有很好的治疗效果。现有的研究表明大脑和肠道菌群的作用也是双向的，这种双向调节作用主要通过以下四方面实现（如图1）。
图1.肠道菌群和大脑间的相互作用(Bercik,2011)
图1.肠道菌群和大脑间的相互作用(Bercik,2011)
(1)肠道菌群对免疫的影响。肠道中微生物的存在有利于肠道免疫系统的建立。肠道微生物一方面可以直接激活大脑神经，影响免疫系统功能，实现微生物-胃肠-脑轴的连接沟通。另一方面，细菌或病毒的存在会结合细胞受体，二者相互识别后，免疫细胞就会启动免疫程序，分泌免疫因子，并将信息传递到大脑。
Belgnaoui等（2012）动物实验表明，压力可以使肠粘膜通透性增加，导致肠道内细菌膜表面脂多糖进入血液和淋巴结，刺激细胞受体，最终导致炎性因子的产生，炎性因子是细胞发挥免疫作用的一类细胞因子，而炎性因子如白介素、肿瘤坏死因子等升高均可影响大脑功能导致抑郁。
(2)肠道菌群可以影响神经递质。神经递质是神经元之间担当“信使”的一类物质，通过传递各种信息而实现调节机体生理功能的作用。神经递质如乙酰胆碱主要参于机体心血管活动、摄食、饮水、睡眠、觉醒、感觉和运动的调节，如去甲肾上腺素主要参与对心、血管活动、体温、情绪活动的调节。肠道微生物通过改变色氨酸代谢途径改变大脑神经递质水平，诱发神经失调。
肠神经系统由胃肠道内神经成分组成，具有调节控制胃肠道的功能，被称为“第二大脑”。肠道菌群会生成一系列神经递质，包括组胺、5-羟色胺、多巴胺等。其中，5-羟色胺在宿主体内约90%是于肠道中由肠“第二大脑”产生。Bravo等（2011）的小鼠试验表明，肠道乳酸菌增加可改善小鼠焦虑情绪，伴随大脑神经递质受体的表达升高。
(3)代谢系统调节通路。肠道微生物代谢产物会对脑-肠轴及机体免疫系统产生调节作用。以短链脂肪酸（SCFAs）为例，SCFAs 多为肠道厌氧菌发酵产物，可通过多种通路参与脑-肠轴间调节活动。首先，SCFAs 直接刺激交感神经及自主神经系统；其次，SCFAs 通过调节血脑屏障通透性，维持中枢神经系统内环境稳定，影响大脑发育及行为。不仅如此，SCFAs 同样参与神经细胞的稳态调节，在维持脑部发育及脑组织自稳态中发挥重要作用。
(4)肠道菌群调节内分泌。肠道微生物通过调节肠道内分泌细胞分泌脑肠肽、促肾上腺皮质激素释放因子、肾上腺皮质酮等激素类物质直接反馈性作用于微生物-胃肠-脑轴，实现脑和肠之间的信息交流。
微生态稳定制约因素与调控策略
肠道微生物菌群稳定组成是发挥微生物-胃肠-脑轴双向调控的基础。不合理饮食、抗生素使用等外界因素会影响微生物组成，在破坏微生态稳定的同时直接影响胃肠-中枢神经系统平衡的精确调控，尤以饮食因素影响最大。
饮食作为影响肠道菌群组成及功能的关键核心，参与微生物-胃肠-脑轴各项调节通路，调控大脑与神经系统功能发挥。Liu等（2015）研究表明，高脂饮食可以显著改变肠道菌群多样性并降低神经突触可塑性，增加易损性，引起动物焦虑行为。
肠道致病菌感染也可以引起大脑和行为的改变。Lyte等（2006）和研究报道柠檬酸杆菌、空肠弯曲杆菌分别感染小鼠8h后，实验中小鼠表现出类似焦虑行为。而临床证据表明，益生菌可以降低病人焦虑症状，减少应激反应，改善情绪。
动物及临床（Dantzer,2009）研究表明，增加肠道有益菌数量，改善肠道菌群结构，在保护胃肠粘膜屏障完整性的同时发挥免疫调节作用，能有效调节肠道菌群失衡引起的各类胃肠道疾病与精神疾病。
研究微生物-胃肠-脑轴的意义
微生物-胃肠-脑轴这一理论机制，不仅适用于人，也适用于动物（包括畜禽）。随着此理论机制的有更深层次的研究，我们将可以利用这个机制，通过调节肠道微生物稳态，直接或间接调节人或动物的脑和情绪，从而调控摄食、消化、循环、呼吸、排泄、生殖等一系列生理行为，影响人或动物的生长发育。
Belgnaoui等（2012）动物实验表明，压力可以使肠粘膜通透性增加，导致肠道内细菌膜表面脂多糖进入血液和淋巴结，刺激细胞受体，最终导致炎性因子的产生，炎性因子是细胞发挥免疫作用的一类细胞因子，而炎性因子如白介素、肿瘤坏死因子等升高均可影响大脑功能导致抑郁。
(2)肠道菌群可以影响神经递质。神经递质是神经元之间担当“信使”的一类物质，通过传递各种信息而实现调节机体生理功能的作用。神经递质如乙酰胆碱主要参于机体心血管活动、摄食、饮水、睡眠、觉醒、感觉和运动的调节，如去甲肾上腺素主要参与对心、血管活动、体温、情绪活动的调节。肠道微生物通过改变色氨酸代谢途径改变大脑神经递质水平，诱发神经失调。
肠神经系统由胃肠道内神经成分组成，具有调节控制胃肠道的功能，被称为“第二大脑”。肠道菌群会生成一系列神经递质，包括组胺、5-羟色胺、多巴胺等。其中，5-羟色胺在宿主体内约90%是于肠道中由肠“第二大脑”产生。Bravo等（2011）的小鼠试验表明，肠道乳酸菌增加可改善小鼠焦虑情绪，伴随大脑神经递质受体的表达升高。
(3)代谢系统调节通路。肠道微生物代谢产物会对脑-肠轴及机体免疫系统产生调节作用。以短链脂肪酸（SCFAs）为例，SCFAs 多为肠道厌氧菌发酵产物，可通过多种通路参与脑-肠轴间调节活动。首先，SCFAs 直接刺激交感神经及自主神经系统；其次，SCFAs 通过调节血脑屏障通透性，维持中枢神经系统内环境稳定，影响大脑发育及行为。不仅如此，SCFAs 同样参与神经细胞的稳态调节，在维持脑部发育及脑组织自稳态中发挥重要作用。
(4)肠道菌群调节内分泌。肠道微生物通过调节肠道内分泌细胞分泌脑肠肽、促肾上腺皮质激素释放因子、肾上腺皮质酮等激素类物质直接反馈性作用于微生物-胃肠-脑轴，实现脑和肠之间的信息交流。
微生态稳定制约因素与调控策略
肠道微生物菌群稳定组成是发挥微生物-胃肠-脑轴双向调控的基础。不合理饮食、抗生素使用等外界因素会影响微生物组成，在破坏微生态稳定的同时直接影响胃肠-中枢神经系统平衡的精确调控，尤以饮食因素影响最大。
饮食作为影响肠道菌群组成及功能的关键核心，参与微生物-胃肠-脑轴各项调节通路，调控大脑与神经系统功能发挥。Liu等（2015）研究表明，高脂饮食可以显著改变肠道菌群多样性并降低神经突触可塑性，增加易损性，引起动物焦虑行为。
肠道致病菌感染也可以引起大脑和行为的改变。Lyte等（2006）和研究报道柠檬酸杆菌、空肠弯曲杆菌分别感染小鼠8h后，实验中小鼠表现出类似焦虑行为。而临床证据表明，益生菌可以降低病人焦虑症状，减少应激反应，改善情绪。
动物及临床（Dantzer,2009）研究表明，增加肠道有益菌数量，改善肠道菌群结构，在保护胃肠粘膜屏障完整性的同时发挥免疫调节作用，能有效调节肠道菌群失衡引起的各类胃肠道疾病与精神疾病。
研究微生物-胃肠-脑轴的意义
微生物-胃肠-脑轴这一理论机制，不仅适用于人，也适用于动物（包括畜禽）。随着此理论机制的有更深层次的研究，我们将可以利用这个机制，通过调节肠道微生物稳态，直接或间接调节人或动物的脑和情绪，从而调控摄食、消化、循环、呼吸、排泄、生殖等一系列生理行为，影响人或动物的生长发育。
文：陈咏然
