你所不了解的“第二大脑”:拥有百万量级的神经元和微生物,肠道的重要性超乎你想象

文 / 王纯纯
2021-05-14 00:13

紧张时会拉肚子,生气时会肠绞痛,伤心时会食欲不振......任何情绪变化,好像都会反映在消化系统。

这是因为,肠道内有数百万神经元和复杂的肠道菌群,和我们的情绪以及思维能力密切相关。因此,肠道被称为人体的“第二大脑”,别名“肠脑”

从进化的角度来看,神经系统最早形成于腔肠动物,到了脊椎动物才出现了管状神经系统。由于生存需要,脊椎动物发展出了中枢神经系统,重要的肠道系统不能入颅,为了适应进食和消化的需要,自然法则保留了独立的肠神经系统。

在胚胎发育的过程中,颅脑与肠脑都发源于早期胚胎的神经嵴。随着胚胎发育,一部分进入中枢神经系统,另一部分变成肠神经系统,两个系统通过迷走神经相连。

人体肠道中约有十万亿至百万亿量级的微生物,这个数量超过了人体的37万亿个细胞。科学家进行了长时间研究,试图找出肠道菌群具体是由哪些微生物组成,进而如何影响人类情绪和思考能力。

早在19世纪初,人们就怀疑肠道功能与人的精神状态有关,军医威廉·博蒙特(William Beaumont)因为“胃液分泌”方面的研究,成为胃肠道生理学的先驱,他在笔记本上多次提到“人类的情绪也许会随着胃肠状况而变化”。

近年来,有关“肠脑”的研究表明,肠道微生物对大脑功能和心理健康起着非常重要的作用。主攻“肠道益生菌”的代表人物是微生物研究专家泰德·迪南(Ted Dinant)教授,契机是他发现在一场权威的医学家会议,一名精神科医生首次提到:人类的心理健康,可能会受到肠道菌群和肠道功能的影响。

后来,医学家甚至认为肠道和肠道菌群是抑郁症等精神疾病的传播途径,有相似肠道疾病的人可能会有相似的精神问题。

而最新研究表明,连接消化器官与中枢神经系统(即肠道与大脑)的复杂双向通讯回路,的确存在于人体内。肠道菌群失衡可能与某些精神疾病成因密切相关。

麦克马斯特大学的简·福斯特(Jane Foster)博士用小白鼠做了相关实验:

通过操纵小白鼠的肠道菌群,来测试小白鼠对压力的反应会如何变化,以及大脑活动会不会受到影响。结果发现,肠道菌群会影响大脑前额叶皮层中与髓磷脂(神经元外侧的脂质,起到保护和绝缘的作用)有关的基因,并与抑郁症、精神分裂症等精神疾病有关。肠道菌群失衡,也许是导致精神问题的潜在原因。

虽然这项研究证明了肠道菌群会影响人类的心理状态,但肠道具体是怎样影响大脑的呢?

其中的原理包含两部分:

一是肠道菌可以分泌神经递质,例如乙酰胆碱、γ-氨基丁酸(GABA)和色氨酸;

二是肠道中有数百万个神经元,可以通过神经递质向大脑发送信号。

基于这两个原理,神经刺激得以从肠道传递到大脑,从而调解我们的情绪。那么,这一机制可否用于抑郁症的治疗呢?

于是,小白鼠再次登场了——

科学家给小白鼠喂食益生菌,发现小白鼠果然比平时更活泼,“焦虑”和“抑郁”等消极情绪明显减轻。此外,服用益生菌的小白鼠分泌了大量的GABA,这种神经递质与抑郁症等精神疾病密切相关——这便是益生菌抗抑郁作用的来源。

虽然现有的科学研究证明了益生菌会干扰人类的心理,肠道益生菌到底是怎样影响情绪的?缺少某种特定细菌会引起哪些情绪变化?这些课题更为复杂。 加利福尼亚大学戴维斯分校的教授乔纳森·埃桑认为:

“了解肠道中具体有哪些细菌,对于搞清楚‘肠脑’和‘大脑’功能很重要。但是,精确采样肠道微生物非常困难。如果能突破采样问题,那么人们对于‘第二大脑’的研究将会向前走一大步。”

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