肠脑轴肥胖(脑肠轴改变)

• 1、完美健康生活｜肠道菌群紊乱万病之源，拿什么来拯救你，我的肠道菌群
• 2、减肥手术：探索肠脑关联
• 3、深入了解“肠脑轴”，绝对超乎你的想象

完美健康生活｜肠道菌群紊乱万病之源，拿什么来拯救你，我的肠道菌群

封面新闻记者 邱添 田琳琳

“吃得下，拉不出。”“吃得下，拉不顺。”“吃得下，总是拉。”，慢性功能性肠道疾病如影随形般影响人们的生活质量。不仅如此，功能性肠病反复发作导致的频繁就医也给患者带来了巨大的经济负担。

肠道健康成为患者心中“解不开的结”。

众所周知，肠道菌群与肠道健康息息相关，更值得关注的是，大量研究显示，肠道菌群失调是多种疾病发生、发展的病因或相关因素，肠道菌群对机体各项免疫功能、代谢甚至精神状态有潜在影响。

目前研究已经证实肠道菌群紊乱与大肠癌、炎症性肠病、肠易激综合征、便秘、腹泻等多种肠道疾病相关，同时紧密影响着帕金森病、不孕不育症、肥胖、哮喘、孤独症等多种肠外疾病。

那么，如何中西医结合调节肠道菌群，拥有健康肠道，降低潜在疾病风险，今天由来自四川省第二中医医院脾胃病科周子力主任医师、李宜为主治中医师为大家逐一讲解。

四川省第二中医医院脾胃病科周子力主任医师

肠道菌群紊乱是万病之源

周子力主任医师介绍，过去一直认为胃肠道和身体其他器官一样由中枢神经系统统一控制，直到后来发现胃肠道拥有一套自主神经结构并与中枢神经系统的主要神经干相连，使得胃肠道可独立发挥搅拌食物、吸收营养、排泄废物等功能，这种肠脑之间的相互联系，也被称为“肠脑轴”。肠道菌群正是通过肠脑轴影响大脑行为，被称为人体的“第二大脑”。正常情况下肠道内的不同菌群共同维持着肠道微生态平衡，而长期大便性状改变、老龄化、饮食偏好、滥用抗生素等多种因素都可能打破这种平衡，导致肠道菌群失调，从而影响人们的健康。当出现肠道菌群失调相关症状时，及时补充益生菌，是防治肠道疾病、增强免疫功能、增进人体健康的有效方式。

周子力主任医师说到，益生菌制剂是一种微生态调节剂，是根据微生态学原理，补充肠内对人体有益的共生菌，调整肠道菌群，维持肠道屏障保护功能，对人体产生有益作用。

益生菌是治疗便秘的小能手

益生菌制剂中常添加嗜酸乳杆菌、乳双歧杆菌、鼠李糖乳杆菌、干酪乳杆菌等。面对常见的功能性便秘，补充益生菌十分见效。

周子力主任医师详细解释道，益生菌改善功能性便秘一方面是通过菌群代谢产生酸性产物降低肠腔内pH值，刺激肠道蠕动，另一方面补充益生菌提高肠道屏障功能后可有效清除肠道内有害菌群，从而恢复肠道功能。不仅如此，肠道菌群还可以通过“肠脑轴”调节大脑内脏感觉和躯体感觉皮质区，改善肠道感觉运动功能，从而促进胃肠蠕动缓解便秘。

周子力主任医师针对有便秘困扰的患者提出几点生活建议：1.平时多吃新鲜蔬果，补充膳食纤维；2.适量增加粗杂粮摄入，扩充粪便体积，促进肠蠕动，减少便秘的发生；3.必要时可以适量补充益生菌制剂。而对于通过饮食或补充益生菌不能纠正的便秘，周子力主任医师强调应及时到医院专科就诊明确病因，以免耽误治疗。

益生菌怎么吃才好

李宜为主治医师提到，益生菌制剂虽然适用于多数消化不良、腹胀、腹泻、便秘等消化系统疾病，但怎么吃、吃多少仍有“讲究”，益生菌虽好，也要根据医生指示正确服用才能获益。

四川省第二中医医院脾胃病科李宜为主治中医师

特别提醒患者需要注意的2点：1.送服益生菌制剂的水温不宜过高，这是因为水温超过37℃易导致菌群灭活，从而使得益生菌无法发挥功效；2.一般情况下益生菌制剂不与抗生素同服，这是由于抗生素在杀灭细菌的同时也会杀灭益生菌，两者联用无法达到益生菌的治疗效果。

益生菌虽好，也不能乱吃哦

周子力主任医师说，虽然益生菌制剂可以起到调节肠道菌群，维持肠道屏障功能稳定的作用，但仍然不建议健康人群长期服用益生菌制剂。

长期大量或超剂量使用益生菌制剂，会导致肠道对外源性益生菌群产生一定依赖性，从而造成肠道本身的繁殖益生菌功能降低，不利于停止摄入后自身肠道菌群平衡维持。

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减肥手术：探索肠脑关联

【环球科技】

撰文：布雷特·什捷特卡（Bret Stetka） 翻译：朱机

对于特雷莎（Teresa）来说，第一盘炒鸡蛋，是一项非同寻常的实验。时年41岁的特雷莎是斯坦福大学医学中心的一名护理协调员。手术之后的几天里她毫无食欲，在医生的要求下才吃了点流食。不过，当她胃口恢复以后，她与食物之间的关系似乎有了某种本质上的变化。

这让人们不得不思考，减肥手术改变的仅仅是胃吗？它是否可以重新设置肠道与大脑的关联？

肠道与肥胖。《环球科学》提供

1.减肥与缩小的胃

这盘鸡蛋是特雷莎4个星期以来吃的第一份固体食物。简单、松软而柔嫩的鸡蛋让她惊喜。她没想到，这一顿会吃得如此满意。对甜食和重盐食物的欲望没有了。薯条和甜点是她过去的钟爱之物，现在已经对她不具诱惑力。她恢复了吃东西的欲望，却生平头一回，感觉“吃得对”变得那么容易。

特雷莎做的是袖状胃切除术，属于一种减肥手术，通过改造胃和肠道来促进减肥。然而，2012年的这场手术不光让特雷莎减掉了体重，更让她惊奇的后果是，她对食物的渴求感发生了根本转变。

特雷莎从小就深受体重困扰。后来为了怀孕，她接受了数年的激素治疗，治疗过程和怀孕本身都让她的体重问题变得更糟。“不知不觉间，我已经270磅（近122.5公斤）了。”特雷莎回忆道，“我什么都试过，各种各样的饮食疗法，大量的运动，可体重就是减不下来。”由于体重过大，照顾孩子也变得很困难。“我走路跟不上我儿子。”她说。

饮食与肥胖。光明图片/视觉中国

袖状胃切除术可以把胃的体积从一个足球那么大缩减到一根香蕉那么大，差不多只有原来的15%。一年之后，连续十个多月吃得更少也更健康的特雷莎减到了150磅（68公斤）。“这对我来说已经很瘦了，”她说，“而那场手术真正改变的是我吃东西的方式。”

自从20世纪60年代开始引入这种技术后，医生们一直把减肥手术看作是一种机械修正。道理很简单：胃变小了，于是装不下也处理不了太多食物。患者很容易吃饱，吃得少了，减肥就成功了。

这只说对了一部分。科学家现在知道，实际情况没有那么简单。特雷莎体重减少很有可能是因为她的肠道与脑之间的沟通发生了巨变。手术间接促成了新的神经连接，改变了她对食物的想法和欲望。

肠道菌群可能影响肥胖症。胃旁路手术会给消化系统的微生物群带来持久的改变。《环球科学》提供

最近的科学研究揭示，肠和脑之间有复杂的对话，机械力、激素、胆汁，甚至是肠道内的微生物，都与错综复杂的神经回路有相互作用，而肠脑对话调节着我们的食欲、代谢和体重。科学家发现，这一整套系统会受到减肥手术的影响，或许还会被减肥手术改变。通过分析这一转变过程，研究人员正在逐渐了解肠脑间的复杂相互作用如何决定我们的饮食习惯、对食物的渴求感，以及饥饿时对热量的疯狂追求。这个方向的研究还有可能发现新的减肥靶点，比如微生物，甚至脑部本身，从而让有风险的外科手术退出历史舞台。

2.肠与脑的对话

我们每个人都对肠脑互动的生理影响有切身体会：恋爱的时候紧张得胃抽搐，发言之前肚子咕噜作响。这些表现都是脑部通过激素和神经信号向胃肠道发出指令造成的结果。

体重的困扰。光明图片/视觉中国

反过来，肠道也会向脑部发出信号。事实上，肠神经贯穿整个腹部，被通俗地称为“第二大脑”。这个神经网络管理食物的消化，并控制食物在近10米长的胃肠道内推进。肠神经通过迷走神经直接与大脑交流，后者连接着大脑与多个主要器官。

食欲受两条主要的肠—脑通路调节。两条通路都与大脑中间一个叫作下丘脑的结构有关。这个小小的脑区是激素生产中心，监测着数不清的生理过程。第一条通路在空腹时启用。胃分泌一种叫作胃饥饿素（ghrelin）的激素，刺激下丘脑中的弓状核。然后，弓状核释放神经肽Y，这种神经递质可以刺激大脑外层褶皱（也就是大脑皮层）中的食欲中枢，驱使我们寻找食物。而大脑预期我们将会进食，就会通过迷走神经向胃发出信号，使之做好消化的准备。“当我们看到、闻到或是想到食物时，这个过程就会发生。”梅奥诊所的胃肠病学家、肥胖症专家安德斯·阿科斯塔·卡德纳斯（Andres Acosta Cardenas）说，“大脑在为身体做好吃饭的准备。”

第二条肠—脑通路是抑制食欲的。我们进食时，脂肪组织、胰腺和胃肠道会分泌另外几种激素，例如瘦素（leptin）和胰岛素（insulin）。这些激素各自在消化和代谢中发挥多种作用。它们合力向下丘脑的另一个区域发出信号，表明已经吃饱。于是，大脑让我们停止进食。

想吃，吃饱，就这样不断循环。不过，饥饿通路还与其他一些脑区有相互作用，例如与情绪有关的杏仁核，以及大脑的记忆中心海马区。正因为如此，在英语中直觉虽然写作“肠感觉”（gut feeling），但更多是受情绪驱动，而“安慰食物”之所以能抚慰我们，是因为它们勾起了我们对小时候家里味道的回忆，而不是因为填饱了肚子。更高级的思维过程让食物有了更丰富的内涵。吃是一种文化。正如剧作家萧伯纳（George Bernard Shaw）所言：“世间最诚挚的爱莫过于对食物的爱。”

此外，吃饭还能给我们带来享乐型的快感。进食会启动脑的奖赏环路，促使我们在满足能量需求之外为追求愉悦而吃。很多科学家认为，就是肠—脑轴的这股力量助长了肥胖症。

神经影像方面的研究工作进一步证实，食物在很大程度上就像性、毒品、赌博那样，可以让脑的奖赏环路释放更多的多巴胺。这种神经递质的活动就像强有力的鼓动者，让我们不止是为了活下去而吃，更是为了吃而吃。研究人员发现，大鼠对甜食的欲望甚至胜过了可卡因。美国国家药物滥用研究所所长、精神病学家诺拉·沃尔科夫（Nora Volkow）证实，对人类而言，食物对奖赏系统的影响可以让你吃饱了还想继续吃——这一点全世界巧克力爱好者肯定都深有体会。从这些发现来看，尽管进食能不能算作一种真正的成瘾行为还有争议，但成瘾和暴饮暴食从神经生物学上来看肯定是有交集的。

3.手术解决方案

靠激素和神经递质传递信息，我们的头脑和肠胃在不停进行交流。因此，扰乱这种交流——就像减肥手术必然导致的结果那样，总会带来一些影响。

研究结果显示，做完减肥手术后，患者会在数天至数周内觉得糖、脂肪和咸味食物都变得不可口了（就像特雷莎那样）。美国路易斯安那州立大学的神经生物学家汉斯-鲁道夫·伯绍德（Hans-Rudolf Berthoud）在2010年发表的一项研究显示，大鼠接受胃旁路手术（gastric bypass surgery）后就不再偏爱高脂饮食。20世纪90年代，多个研究团队曾报告，患者在接受这类外科手术后往往会对甜和咸的食物都丧失兴趣。更近期的一项研究是布朗大学的一个研究团队在2012年完成的，他们发现，做完减肥手术后的成人患者对糖和快餐的渴求感显著下降。2015年的一项研究则表明，接受手术的青春期患者也有类似现象。

渴求感和口味的变化或许是因为整个肠—脑系统中神经递质的释放和接收被改变了。2016年，伯绍德和同事发现，在小鼠身上实施减肥手术，会让小鼠脑中与肠道交流有关的脑区在短期内（术后10天左右）出现术前没有的由食物引起的神经活动。特别是在脑干区域的胃部感知神经元通向臂旁外侧核（和杏仁核一样属于脑的奖赏系统的一部分）的神经通路中，可以观察到神经活动大幅增加。

美国华盛顿大学的生物化学家理查德·帕米特（Richard Palmiter）是这一领域的专家。在2013年发表于《自然》的一项研究中，帕米特团队运用精密的遗传和细胞刺激技术（包括用光照控制活体组织的光遗传学），激活或关闭小鼠脑干臂旁核通路中的特定神经元。他发现，激活这一回路会让小鼠的摄食量显著减少。相反，抑制这一神经回路的活动，让大脑对提供饱食信号的激素混合物不敏感，小鼠就会吃个不停。

帕米特的研究说明，脑干臂旁核通路参与了对食欲的控制。而在减肥手术后变得异常活跃的也是这条神经通路，因此伯绍德发现的神经活动大幅增强或许是手术后的肠脑系统在努力评估吃多少可以满足。正如他所言：“脑必须重新学习如何满足于较小的食量。”

换句话说，减肥手术肯定会带来机械性的变化：容纳空间变小了，身体需要做出调整。但是，手术的影响显然不止于此。手术之后，到达小肠的未消化食物可能变多了，按伯绍德的猜测，这可能会触发激素反应，提醒脑减少食物的摄取量。这一过程中，脑活动对进食作出的反应会被改变。假如确实像伯绍德说的那样，那么手术之所以成功（至少在短期内成功），与手术对肠—脑轴的影响大有关系，不亚于手术对胃容量的影响。

4.微生物的影响

在脑与肠之间的复杂交流中，还有一位参与者或许可以解释减肥手术带来的效果。在我们的消化系统内，有数以万亿的单细胞生物在忙碌着，它们被统称为肠道微生物。研究者认为，无数种疾病，包括很多影响脑的疾病，都与肠道微生物群有关。我们的这些共生生物以及它们的基因组（即微生物组），可能会借由激素和免疫系统与脑间接交流，或是通过迷走神经与脑直接交流，从而促成自闭症、多发性硬化症、抑郁症和精神分裂症。

美国麻省总医院体重管理中心主任、胃肠病学家李·卡普兰（Lee Kaplan）提出，微生物群可能在肥胖症中起到重要作用。在2013年发表于《科学·转化医学》的一项研究中，卡普兰与同事从做过胃旁路术的小鼠体内取出肠道微生物群，移植给没有做过手术的小鼠。不仅手术组小鼠的体重减轻了近三成，移植了菌群的小鼠也减重5%（与此同时，未经历手术，也没有接受移植的对照组没有显著的体重变化）。没做手术、仅仅从术后同伴那里接收微生物群的小鼠就会减轻体重，这一事实说明，减肥手术的效果至少有一部分可能是微生物群的功劳。

另一项类似的研究发表于2015年，瑞典哥德堡大学的生物学家弗雷德里克·巴克赫德（Fredrik Buckhed）发现，胃绕道旁路手术（Roux-En-Y gastric bypass）和垂直捆绑胃成形术（vertical banded gastroplasty）这两类减肥手术会持久改变人的肠道微生物群。这些改变可以通过多种因素来解释，例如手术后膳食模式的变化、胃肠道的酸碱度，以及旁路手术导致未消化的食物和胆汁（肝脏分泌的绿泥色消化液）进入了肠道更深处。

在上述研究中，巴克赫德和同事还获取了一些来自肥胖症患者的微生物群样品——其中部分肥胖症患者做了减肥手术，部分没做过。然后，他们把样品喂食给小鼠。所有小鼠的体脂都有不同程度的增加，但是植入术后患者微生物群的小鼠，体脂增加程度要比另一组小鼠低43%。

肠道菌群的变化又是怎样改变它们与肠—脑轴的相互关系并影响体重呢？虽然这个问题还没有确切的答案，但已经出现了一些值得追踪的线索。特定的肠道微生物种群可以向大脑发送激素信号和神经信号，从而影响与运动控制和焦虑有关的神经回路发育。巴克赫德猜测，对那些与渴求感和食欲相关的脑区，减肥手术后的肠道菌群可能产生与此类似的影响。

神经递质5-羟色胺可能也起到了特别的作用。人体的5-羟色胺有90%左右是在肠道中产生的，而加州理工学院的研究者在2015年发表的一项研究显示，其中至少有一部分5-羟色胺的生成与微生物有关。改变微生物，就会影响5-羟色胺的生成。而由此带来的后续影响可能相当大，因为许多研究已证实，对于啮齿类动物和人类，刺激脑中的5-羟色胺受体可以显著抑制体重增加。

5.对抗超重之战

全世界受肥胖困扰的人超过6亿。现在，减肥手术照亮了肥胖症治疗的新方向，这样的转折令人欣喜。一些研究方向可能促使手术方法最终被淘汰，或只在最极端的情况下才使用。在对抗超重的战役中，劫持肠—脑轴或许是首要任务。

举例来说，在2015年，美国食品及药品管理局批准的一款医疗机械，是通过刺激迷走神经来压制人们对食物的渴求感。这款设备由电脉冲信号发生器和电极组成，经外科手术植入患者腹部后，向迷走神经传送电流。尽管其确切的减肥原理还不清楚，但有研究证实这种设备是有效的，从而让它获得了上市批准。研究发现，经过一年时间的治疗，使用该设备的肥胖患者比未使用设备的对照组多减掉了8.5%的体重。

这种方法为一些需要做减肥手术的患者提供了侵入性略小的替代方案，不过暂时来说，迷走神经刺激器的效果还比不上许多其他减肥疗法。与此同时，有一批大胆的神经外科医生正在探索一种叫作深度脑刺激（deep-brain stimulation）的疗法。这种技术通过植入电极刺激特定的脑区，已被批准用于治疗帕金森病和强迫症。虽然这项研究刚起步，但研究者已经在探索与控制食欲有关的多个脑区，看它们是否有可能充当治疗靶点。

梅奥诊所的卡德纳斯认为，未来治疗肥胖症的最佳方案一定是高度个性化的。“肥胖症是一种肠—脑轴疾病，”他说，“但我认为，我们需要为每位患者找出他们的肠-脑轴问题具体出在哪里，从而进行个性化治疗。我正在想办法确定哪些患者有微生物组的问题，哪些有激素问题或情绪化暴食问题，以便最大限度发挥治疗的作用。”

2015年，卡德纳斯与同事征集了500多名受试者，检验可能与肥胖症有关的诸多因素。受试者中既有体重正常的人，也有超重的人，还有肥胖症患者。他们考察的因素包括受试者多快会感觉吃饱、胃的排空速度、激素水平随着进食和心理特征而波动的程度等等。从卡德纳斯的研究结果来看，肥胖症确实存在明确的亚型，肥胖症的病因和理想治疗方法很有可能是因人而异的。比方说，该研究中有14%的肥胖症患者有行为或情绪方面的原因，那么他的治疗建议就可以从手术和药物转向行为疗法。卡德纳斯认为，将来医生或许可以用益生菌或抗生素治疗微生物群异常的肥胖症患者。

现在，医生并不清楚特雷莎的肠—脑轴哪里出了问题才导致超重，但是，她从手术中受益是不争的事实。在此后的至少4年里，特雷莎维持着160磅的理想体重。

特雷莎的脚不疼了，精力变得更旺盛，也可以追上儿子了。她承认，在这几年里对某种食物渴求感也会悄悄回来，但它们不再像以前那样汹涌，也更容易控制了。

“手术之前，我没有自控力，克制不住，”特雷莎回忆道，“而现在，如果晚餐桌上出现了炸薯条，我可能会稍微吃一点，但用不着强行克制。我已经没有暴饮暴食的欲望。肯定有一半需要打包。”

（本版由《环球科学》杂志社供稿）

《光明日报》（ 2019年01月31日 14版）

深入了解“肠脑轴”，绝对超乎你的想象

我们的肠道里藏着许多顶级的微生物玩家，包括有益菌和有害菌，它们影响着我们大脑的功能，影响着我们的情绪和行为。这些错综复杂且相互关联的沟通交流渠道构成了我们所熟知的“肠脑轴”。今天我们就一起来看看它们究竟是如何设法与我们的大脑沟通和交流的。

肠道微生物通过神经、免疫和内分泌途径与中枢神经系统沟通交流，从而影响大脑功能和行为。无菌动物模型、病原体感染、益生菌干预或抗生素处理的动物研究表明，肠道菌群在调节焦虑、情绪、认知和疼痛方面发挥重要作用。因此，调节肠道菌群已经成为预防和治疗错综复杂的中枢神经系统疾病的新兴策略，而且表现出巨大的潜力。

大脑和肠道之间有三个主要的沟通渠道：神经系统，免疫系统和内分泌系统。循环系统和淋巴系统也起辅助作用。每个系统的沟通交流方式各不相同，它们都拥有自己独特的交流“语言”；但互相之间也需要相互协调，因此它们也拥有一些共同的信号分子。

为了使我们的肠脑和头脑之间的对话保持活跃，三个主要的沟通交流系统拥有各自的主要任务以及不同的交流语言：

• 神经系统：负责向大脑传递信息。它使用一种称为神经递质的化学物质进行交流。它的沟通风格为快速而且点对点，但是短效。

• 免疫系统：随时准备集结防御力量，对抗体内健康平衡受到的威胁。它使用一种称为细胞因子的蛋白质分子来发出求救信号。它的特点为反应快速，但是其急性的化学作用可能足以引起组织损伤。

• 内分泌系统： 监控和管理生长和新陈代谢。它的组成腺体通过将激素分泌到血液中进行通信，从而向全身发送信号。它的运行速度比其它两个系统更慢、更温和、更系统、但是作用时间更长。

神经系统有两个主要部分：由脑和脊髓组成的中枢神经系统以及外周神经系统，外周神经系统不太为人所知但同样重要。外周神经系统可以分为躯体神经、交感神经、副交感神经和肠道神经等部分。为了实现最佳的肠-脑健康，所有这些部分都是有效运行的、平衡的，彼此之间互相沟通并与中枢神经系统进行交流。

我们做任何事情的时候，比如走路、说话、吃饭、挥动手臂、向上看、向下看等等，都会使用到躯体神经系统。在肠脑交流中，躯体神经系统很重要，因为我们可以维持对吃什么或不吃什么的随意控制，而吃什么不吃什么需要用到躯体神经系统，我们吃什么也会影响我们的肠道菌群组成，因此，我们对我们的肠道菌群施加了一些神经系统的控制。

交感神经系统通常被称为“战斗或逃跑”（fight or flight）系统。当压力超过一个阈值，迫使我们的大脑和身体采取行动时，不管我们想不想，这个系统都会接管。当这种情况发生时，交感神经系统会优先处理。换句话说，当它被激活时，所有其它系统都被搁置一旁。激活这一系统的压力可以是来自身体外部的（比如：大到生活压力、工作压力，小到交通堵塞、被狗袭击等），也可以是来自身体内部的（比如肌肉紧张、导致肠道持续炎症的饮食习惯等）。

副交感神经系统也有一个昵称“吃喝与生殖”（feed and breed）系统。这个系统就是生活的真正意义所在。当副交感神经系统持续地工作时，我们就会达到我们所追求的健康，快乐和平衡的状态。想要健康和快乐，就应该将交感神经反应转化为副交感神经反应。

肠道神经系统是在我们的肠道中发挥作用的神经系统，它与神经系统的其它部分紧密相连，但是有一套自己独立的运行规则。肠道神经系统，包括我们的肠道菌群，掌握着清除我们可能正在经历的任何慢性压力反应以及让我们的身体恢复健康的体内平衡的关键。 认真倾听来自肠道神经系统的信息，你会发现让自己进入一个更愉快的状态的方法。

交感神经系统，副交感神经系统和肠道神经系统都是自主运行的，所以通常我们甚至都不会想到它们。我们的肠道是非常独立的，它并不需要我们的大脑告诉它该做什么。肠道蠕动和其它肠道运动受到肠道局部的控制，以至于我们可以将所有肠道到大脑的神经切断，它仍然会有目的地跳动。

我们的肠道通过脊髓和迷走神经连接到大脑，迷走神经是肠道与大脑之间主要的双向沟通通道。它从我们的大脑通过我们的躯干蜿蜒而下，最终到达身体各个内脏器官，包括肠道。在肠道，它将神经纤维像分枝藤蔓一样从上到下到达消化系统的各个部分。

信号在整个神经系统中的传递得益于我们称之为神经递质的分子。令人惊讶的是，这些同样的化学物质也存在于植物、动物和细菌中，它们在所有生命形式中发挥作用。在每一种情况下，它们都扮演着信号分子的角色，就像在大脑中一样。它们是所有生命形式的语言中的简短而常见的词汇。

在肠道神经系统网络中，细菌忙于制造化学物质来相互交流，其中许多与神经系统所使用的神经递质物质相同。肠道中的细菌既能分泌神经递质，也能对神经递质作出反应，包括多巴胺、5-羟色胺和γ-氨基丁酸，所有这些都在大脑中发挥抗抑郁的作用。这可能也是肠道细菌影响我们情绪的主要途径之一。基于这一点，可以说我们和肠道内的微生物一起共用许多信号分子，肠道微生物的信号分子我们可以用，我们的信号分子微生物也可以用。

为什么细菌会产生如此多的神经递质呢？一种理论认为，这些细菌想要控制我们对食物的渴望。例如，如果我们吃大量的甜食喂养我们肠道中嗜糖的细菌，比如链球菌，它们狼吞虎咽之后会产生多巴胺。很快，我们就会将这些甜食与我们的快乐联系起来，建立起一种新的渴望。也就是说，细菌会利用自己的神经递质强迫我们为它们提供它们所需要的食物。

三个情绪中心

脊髓向上延伸的部分是脑干，其下端与脊髓相连，上端与大脑相接。在那里，有几个特殊的中心，产生控制我们的情绪的神经递质。其中一个情绪中心叫做蓝斑，这是脑中合成去甲肾上腺素的主要部位，让我们保持觉醒和集中注意力。为了应对压力，蓝斑会提醒我们的杏仁核，杏仁核负责处理恐惧。如果压力持续存在或增加，你就会从警觉变为焦虑甚至恐慌。

另一个情绪中心是位于脑干中缝附近的狭窄区域内的数个核团，称为中缝核。中缝核产生5-羟色胺并将其分配到杏仁核、下丘脑、蓝斑和前脑，影响觉醒，认知和情绪。当这个情绪中心不能正常工作时，它会导致睡眠中断并改变我们对饥饿和疼痛的感知，它也可能导致抑郁。

第三个情绪中心是中脑腹侧被盖区，产生多巴胺，这种神经递质与大脑的奖赏系统有关。比如，当你中奖的时候，一股多巴胺会涌入你的大脑，让你感到快乐。多巴胺与情绪，动机和成瘾有关。我们的中脑腹侧被盖区出现问题可能导致焦虑和抑郁。

脑干周围的许多其它中心也都相互作用，在整个大脑中传递复杂的信息，有时会使我们情绪高涨，有时又可能会破坏我们的情绪。所有这些都是相互联系的，世界各地的实验室仍在研究这些联系。然而，毫无疑问的是，像5-羟色胺和多巴胺这样的神经递质可以让我们快乐，而缺乏它们会让我们抑郁或焦虑。我们肠道内的微生物可以制造它们。

我们的免疫系统包括延伸到我们全身的淋巴结和淋巴管。当我们不小心被割伤时，免疫细胞会迅速赶来救援，它们的活动会让我们发热、发红和肿胀。这是我们必须在被割伤的局部打赢的一场战斗，如果打不赢，那么它就可能发展成全身性的炎症。

免疫反应从感染部位开始，并可从那里扩展。巡逻中的免疫细胞发现外来细菌，使用抗体标记它们。抗体是免疫系统的主要工具，将自身附着在病原体的表面被称为抗原的特定分子上。一旦被标记后，它们将被围捕或杀死。免疫系统使用细胞因子来传递威胁信号并协调其它免疫细胞的反应。

细胞因子是小分子蛋白质，可以将信号从一个细胞传递到另一个细胞。每当检测到病原体时，免疫细胞就会产生细胞因子。肠道内壁细胞也可以产生细胞因子，这意味着几乎胃肠道的每个细胞都可以引发免疫反应。脂肪酸和细胞因子等免疫因子激活小神经胶质细胞，这是大脑中的免疫细胞，它可以帮助抵抗病原体，也可能导致焦虑或抑郁。

肠道微生物也可以产生细胞因子。这些微生物中的一些可以直接与我们的免疫系统对话，这可能有坏的也有好的方面。坏的方面是病原微生物可以促进炎症，好的方面是有益微生物可以直接或间接通过帮助治愈发炎的肠道黏膜来降低炎症。

一些细胞因子是促炎症性的，而另一些是抗炎症性的，这两类细胞因子应该保持平衡，如果天平长期倾向于促炎症性，那么随着时间的推移就会出现抑郁和焦虑。事实上，研究表明，注射某些细胞因子就可以诱导动物出现抑郁样行为。当病原体出现时，免疫细胞也会产生细胞因子。这些信号迅速到达肠道中的神经细胞，然后通过迷走神经传递到大脑。

因此，我们的免疫系统可以作为肠道微生物与大脑交流的关键通道，将肠道微生物的活动信息立即传递给神经系统，从而迎接微生物的挑战。它比内分泌反应更快，更直接。如果病原体被认为足够危险，那么最终结果就是清除病原体，包括呕吐和腹泻等方式。这是清除病原体最简单的方式，但确实有效。

这是免疫系统维持平衡的方式，它必须随时准备杀死入侵者或被感染的细胞，同时它必须给那些看起来相似的健康细胞放行。当免疫系统确定感染已被清除时，它需要冷静下来并回复到警觉状态。

不幸的是，免疫系统并不总是这样。免疫系统对病原体作出反应时所经历的炎症可能引起心理问题的发生。压力可以改变免疫系统反应的有效性。我们免疫系统一直在利用抗体，就好像它们识别外来微生物的“通缉令”。但是在压力情况下，抗体的作用会降低，这就降低了监视水平，使得病原体偷偷潜入并获得立足点。一旦这样，它们可能导致感染或使我们的肠道发生肠漏。

简而言之，我们的身体在应对压力的时候会阻碍我们的免疫系统。如果压力持续存在且压力反应持续时间过长，那么肠漏可能会引起进一步的炎症，从而引发致命的恶性循环，病情也可能越来越严重。

迷走神经在细菌与大脑的相互作用中发挥关键作用。迷走神经通过下丘脑连接到大脑。下丘脑大概有芸豆的大小，是边缘系统的一部分，也是调节情绪、动力、饥饿和睡眠的中心。

下丘脑是大脑和腺体之间的连接，它连接着我们的神经系统和内分泌系统。它可以通过采集血液样本的特殊神经细胞延伸到血脑屏障之外，以检测炎症的迹象。

在我们的肠道中，免疫细胞会剪断识别细菌的片段，这些片段可作为识别有益菌和致病菌的身份标签，并通过血液和淋巴系统携带它们。下丘脑会对好的和坏的细菌标签做出反应，但是对病原菌标签做出的反应更强烈而持久，它会向垂体和肾上腺传递警报信号。下丘脑、垂体和肾上腺这三个器官构成我们熟知的HPA轴，这是肠道和大脑之间交流的一个主要网络。当检测到炎症时，HPA轴会释放皮质醇和其它激素，以应对压力。这种反应有助于情绪调节，许多抑郁或焦虑的人HPA轴都有问题。解决HPA轴的问题可以在一定程度上缓解抑郁和焦虑。

寻求自我平衡

神经系统、免疫系统和内分泌系统都有一个共同点：它们都在寻求一种动态平衡的状态。动物通过心率、激素、血压、免疫反应以及许多其它生物系统来补偿外部的变化，以调整自己的生理机能来适应环境。

稳定内部环境的生物学必然性被称为内稳态或自我平衡，它是所有生物体的基础，包括细菌。内稳态控制着生物体的方方面面。例如，无论我们身在何处或正在做什么，我们的心率和呼吸频率是身体保证氧气水平保持在健康范围内的方式。

一个经典的内稳态系统是温度调节。就如同现代家里的智能温控系统一样，当房间温度低于设定值时，它就会打开加热器开启制热模式，而当房间温度高于设定值时，就会打开空调开启制冷模式。同样，我们的体温要保持在约37℃左右，太冷了，我们会发抖，产热；太热了，我们会出汗，散热。这就是内稳态保持自我平衡并且让我们以及我们的微生物群落保持健康活力的方式。

大多数时候，我们的身体可以很轻松地保持体内平衡，但有时候我们可能会失去平衡。当这种情况发生时，我们的大脑会收到警报，我们会感到一丝丝的焦虑。如果这个过程持续很长时间，就可能表现为抑郁症。如果我们不知道问题出在哪里，就很难解决它。

我们的肠道菌群也在努力维持稳态，它们努力的维持稳定的核心菌群组成，当菌群稳态达到最佳状态时，很难被改变。我们的饮食会鼓励不同类型的细菌的生长，但是在两餐之间，我们的核心菌群会重新出现。长期不良饮食或者短期大量使用抗生素都会导致菌群稳态的破坏。肠道菌群与我们的身心健康密切相关，保持肠道菌群的稳态，可以让我们更健康，更快乐！

为了理解肠脑系统如何相互协调，让我们以2000年发生在加拿大安大略省沃克顿镇的事件为案例来详细分析。2000年，该镇遭受了一次严重洪水后，饮用水受到空肠弯曲杆菌等的污染。2300人因此患上严重的肠道感染疾病，其中很多人最终发展为肠易激综合征。之后，在2011年发表的一个长达8年的研究中，科学家发现了一个魔性的现象：这些持续性的肠易激综合征患者，比一般人更容易抑郁和焦虑，直到今天这种影响仍然存在。其实，这样的事件在生活中并不罕见，像这样的感染导致每年数千万人发生肠易激综合征和抑郁。这充分表明长期接触病原体会导致抑郁和焦虑。那么，在这个事件中，肠脑轴中的神经、免疫和内分泌三个主要的沟通渠道是如何运作和相互联系的呢？

当2000年洪水袭击沃克顿时，充满细菌的农场污水使该镇的饮用水污染了空肠弯曲杆菌，这是一种臭名昭著的病原菌。大多数人因此患上严重的肠道感染，其中许多人后来出现了慢性抑郁症和焦虑症。这一切都是无辜地从喝了一口水开始的。

空肠弯曲杆菌对胃酸很敏感，所以当我们喝下含有它的自来水时，有些会被迅速杀死。如果你碰巧经常服用抗酸剂，那么更多的空肠弯曲杆菌可能会顺利通过胃。如果你正在使用质子泵抑制剂，那么你患病的风险会大大增加。正常情况下，尽管这些病原体的数量会在经过胃的过程中减少，许多仍会进入我们的小肠和结肠。这些细菌本来是来自牛或鸡的肠道，所以它们在我们的小肠和结肠环境中几乎就像在家里一样舒适。对于大多数牛和鸡，空肠弯曲杆菌就是一个共生菌；但是对人类来说，它不是。它在人体肠道中为什么会发狂还不太清楚，但它的威力确实很大，它是导致腹泻的一大原因，甚至可能超过沙门氏菌和大肠杆菌。

神经系统最先收到通知

在第一次喝下被空肠弯曲杆菌污染的水后的几个小时内，我们可能会感到些许的呕吐和焦虑。这是一种神经系统反应，是由病原体触发的第一个肠脑轴系统。作为对空肠弯曲杆菌的回应，肠道内的特殊细胞会分泌5-羟色胺，这是一种警告信号。迷走神经从我们的肠道种收集这些信号，并在几秒钟内将它们传递到我们的大脑。

即使没有全面感染，空肠弯曲杆菌以及与之抗争的肠道共生菌也会引起焦虑。 此时，我们的神经系统正在独自检测病原体。到目前为止，我们的免疫系统和内分泌系统还并不知情，但是我们的肠道菌群认识到这种威胁并与空肠弯曲杆菌进行了一次激烈的战斗，大大降低了它们的数量。我们可能会开始感到有点焦虑，但却对接下来要发生的事情毫无头绪。我们的大脑已经知道有入侵者了。

具有讽刺意味的是，如果因某种其它原因最近服用了抗生素，那么我们就可能失去肠道菌群这第一道防线，我们可能会受到空肠弯曲杆菌的强烈攻击。因为，肠道中的有益微生物会挺身而出，直面空肠弯曲杆菌。如果我们的肠道菌群是健康的，在这一点上它们可能会胜出并将空肠弯曲杆菌驱逐出去，阻止它们粘附在我们的肠壁上。但是，如果继续摄入受污染的水，这将很快压垮我们的微生物防御，病原菌将开始在我们的肠道定植。

空肠弯曲杆菌会吃掉我们的黏液，让我们的肠道细胞暴露出来。它附着在肠道细胞上并制造毒素，阻止肠道细胞分裂。如果没有细胞分裂，我们的肠道细胞就无法自我更新，而是死亡，我们的肠道就会开始出现肠漏。在你第一次喝到污染水后24小时，空肠弯曲杆菌就可以渗透进我们的肠道粘膜，开始进入肠道周围的组织。然而，迄今为止，空肠弯曲杆菌仍然逃过了免疫系统的监视。许多病原菌似乎具有逃过免疫系统监视的能力，空肠弯曲杆菌显然是这方面的行家。病原菌引起的肠漏是许多与抑郁和焦虑密切相关的疾病的基础。 然而，最糟糕的还没有到来。

免疫系统开始唤醒

48小时后，我们开始感觉到真正的麻烦，我们开始严重痉挛和腹泻。我们的免疫系统也终于开始察觉，成为第二个进入警戒状态的肠脑连接系统。更多的5-羟色胺释放出来，引起强烈的蠕动。我们的免疫系统忙于释放细胞因子，这些细胞因子像警笛一样警告局部免疫系统并召唤帮助，招募更多的免疫细胞，释放更多的细胞因子。

免疫系统一旦被触发，就会变得疯狂。在疯狂追杀空肠弯曲杆菌的过程中，我们的免疫系统会发出杀伤性细胞，这些细胞可能会破坏我们自己的肠道粘膜，增加炎症和肠漏。现在，随着细胞因子通过血液进入下丘脑，头痛和发烧可能伴随着腹泻而来。

HPA轴启动

我们的下丘脑总是对来自外部或内部环境的压力信号保持警惕。细胞因子会触发HPA轴的激活。我们的下丘脑会对血液中的细胞因子做出反应，通过脑下垂体向我们的肾上腺发送信息，分泌激素，防止感染对身体的破坏。这一系列产应的最终结果是应激激素皮质醇的释放。现在，我们的内分泌系统加入战斗，这是肠脑连接的第三个途径。

皮质醇的释放可能会让我们变得焦虑，但它的主要工作是缓和仍在继续升温的免疫反应。在感染期间，我们的HPA轴充当病原体监测器：病原体越多，产生的皮质醇越多，我们就越焦虑。皮质醇也会对自身产生负反馈调节，抑制整个HPA轴级联反应，至少在再次检测到细胞因子，然后再次产生应激激素之前是这样的。

因此，慢性炎症会导致无限期地产生应激激素，进而导致一系列的精神问题，包括抑郁、焦虑、双相情感障碍、创伤后应激障碍、注意力缺陷障碍等。我们这里主要是以空肠弯曲杆菌为例进行的分析，其实其它各种感染也可能引发类似的过程。一个简单的感染可能导致长期的菌群失调和随之而来的精神痛苦。

如果我们停止摄入受污染的水，30天后我们会开始感觉好些。我们的共生微生物会努力的让微生物群落恢复到它所希望的稳态平衡，随着病原菌数量的减少，我们的感觉也越来越好。但是，这并不适用于每一个人。

三到六个月后，沃克顿镇感染空肠弯曲杆菌的人中有五分之一患上了肠易激综合征，并且患上了抑郁和焦虑。这种发病时间的滞后性是许多人没有将感染和精神疾病二者联系起来的原因。但是，沃克顿镇的例子清楚地表明炎症是许多精神问题的根源。现在，沃克顿镇的大多数公民已经完全康复了。患有肠易激综合征和抑郁症的人已经接受了抗抑郁药和认知行为疗法的治疗，一些人也正在使用益生菌来调节肠道菌群，维持肠道健康。

沃克顿镇的例子是比较极端的，但是这种情况代表了一种相当典型的炎症过程。首先，神经系统会被警告，我们的肠道会通过迷走神经向大脑发出信号；然后我们的免疫系统开始攻击，与病原体作斗争，但也会带来一些附带的损害；最后，我们的内分泌系统启动来调节失控的免疫系统。这三个系统分别代表快速，中速和慢速通信，并且每个系统都能够引起焦虑和抑郁。

目前尚不清楚究竟有多少抑郁症与空肠弯曲杆菌这样的感染有关，但是感染后的菌群失调并不少见。如果你感到抑郁，请回想一下你是否有胃部不适。细菌性胃肠炎很常见，胃肠炎常常会带来抑郁和焦虑，急性和慢性胃肠炎都是如此。学会抵御这种菌群失调，可以帮助改善我们的情绪。健康的微生物群落是我们的第一道防线，因此保持肠道菌群健康正常的运作是保持好心情的关键。

肠道微生物也可以通过其它方式与我们的大脑交流沟通，每一种方式也都代表着一个进行情绪调节的机会。以下是肠道与大脑交流的其它一些渠道：

循环系统

从肠道到大脑的一条重要途径是循环系统。我们的血液会定期将微生物及其分泌物运送到我们的全身，包括我们的大脑。一般来说，微生物应该留在我们的肠道中，而不应该进入我们的血液，它们一旦进入血液，就可能感染其它身体系统。血脑屏障可以将那些想要入侵大脑的微生物和其它东西阻止在脑外，我们也可以通过保持肠道健康和肠道黏膜完整性以防止循环系统传播的全身性感染。

我们的淋巴系统将淋巴液输送到身体的各个部分。随着它的流动，它可以净化我们的各个组织，将一些细菌从我们体内清除出去，包括活的和死的。长期以来，我们认为大脑缺乏淋巴系统，但是现在我们知道大脑也有一个淋巴系统，它可能在肠脑轴中发挥重要作用。我们知道，血液循环系统中有心脏泵送血液，但是没有一个类似心脏的器官来泵送淋巴液。淋巴循环完全由身体运动所驱动，因此运动对淋巴系统健康至关重要。

细菌来帮忙

有时候，我们的肠道细菌会加入行动，建立起对病原体的防御。例如，罗伊氏乳杆菌可以直接刺激肠道中的感觉神经元并影响其蠕动，通常可以使其蠕动减慢。罗伊氏乳杆菌也可以通过迷走神经向大脑发出信号告诉大脑肠道内一切正常以抑制疼痛。

有时候，我们也可以利用肠道内细菌之间长期存在的“家庭纠纷”。滋养合适的微生物可以在几乎不造成附带损伤的情况下抑制病原体。例如，作为益生菌的大肠杆菌Nissle 1917可以将那些与之密切相关的致病性大肠杆菌驱逐出去。一旦病原体被选择性地驱逐出去，就会向大脑发出信号，帮助缓解抑郁和焦虑。

短链脂肪酸

我们的微生物也可以通过短链脂肪酸与大脑进行交流，这是肠道细菌发酵膳食纤维所产生的。我们的整个肠道遍布着大量的短链脂肪酸受体，这些受体通过迷走神经连接到大脑，因此短链脂肪酸与这些受体结合直接对大脑产生影响。

然而，并不是所有短链脂肪酸对肠道健康和情绪都有相同的影响，有些已被证明可以减少抑郁和焦虑。在一项研究中，人们在摄入一剂月桂酸（椰子油中的一种脂肪酸成分）后几分钟内情绪就有所改善。丁酸是一种具有许多健康益处的短链脂肪酸，它是肠道细胞的首选能量来源。它也可以进入大脑，在那里它可以促进大脑生长因子的产生并发挥抗抑郁的作用。

丁酸与其它肠道细菌代谢产生的短链脂肪酸在治疗一系列的疾病中表现出巨大的潜力，包括肥胖、糖尿病和炎症性疾病以及神经系统疾病。实际上，宿主的能量代谢和免疫功能在很大程度上依赖于丁酸作为有效的调节因子，表明丁酸作为宿主与微生物相互作用的关键介质。微生物产生的丁酸和其它挥发性短链脂肪酸还可能参与调节微生物群对行为的影响。

一些短链脂肪酸在较高浓度下是有害的。丙酸（另一种细菌代谢物）已被证明可以诱导大鼠出现类似自闭症的行为。丙酸和乙酸也与肠易激综合征患者焦虑水平升高有关。减少产生这些短链脂肪酸的细菌数量，平衡肠道菌群对于维持心理健康至关重要。

神经系统使用神经递质进行通信，而内分泌系统使用激素进行通信。它们有不同的名称，但实际上这两类分子是近亲，事实上一些激素可以作为神经递质，反之亦然。一些具有神经递质和激素双重作用的分子，包括去甲肾上腺素和多巴胺，对沙门氏菌和大肠杆菌等肠道病原体有重要影响，它们会促进这些病原体的生长，大大增加它们的数量。不同种类的细菌对特定的激素有偏好，但去甲肾上腺素显然是许多细菌的最爱。

这些分子是应激激素，是“战斗或逃跑”反应的一部分。它们的工作是让我们焦虑和警觉。它们作为兴奋剂在我们的身体中发挥作用，增加我们的心率和血压。“战斗或逃跑”反应优先于所有其它身体机能，它可以抑制肠道和免疫系统，从而降低整个胃肠道的防御能力，从而可能使病原体茁壮成长。

当降低的肠道防御与促进病原体生长的激素相结合时，人体的一场风暴即将发生。也就是说，当我们在压力状态并且我们的防御能力下降时，病原体攻击的可能性会更大。压力大的人更容易感染和引发炎症，这反过来会导致更大的压力，这种恶性循环会使人们深感焦虑和抑郁。

压力还会导致肠道内的其它物理和化学变化。它可以改变胃酸、黏液和其它肠道分泌物的水平，破坏微生物已经习惯的舒适生存环境。这些对压力的反应也可以增加梭菌等病原体的水平，进一步加剧我们的压力水平。压力可以显著降低肠道健康乳酸杆菌的水平。应激激素会在增加病原体负荷的同时减少我们肠道中的有益微生物，形成恶性循环。通过使用有益微生物抑制这一恶性循环对于缓解抑郁和焦虑等心理问题具有重要意义。

证据很明确，微生物在控制情绪方面发挥着重要作用。我们的微生物群落更像是一个真正的器官，是防御世界上不断进化的入侵病原体的堡垒，而不是一团简单的细菌集合。想要保持好心情，必须拥有一个健康的微生物群落。

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