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微生物-肠道-大脑轴：概念、意义及如何维护肠道与大脑健康

The Microbiota-Gut-Brain Axis: What, Why, and How to Maintain Gut and Brain Health

美国英语健康/科技（生物医学、神经科学、营养学）

新闻源：unknown

2025-09-23 20:29:07阅读时长8分钟3906字

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微生物-肠道-大脑轴 关键概念

• 肠道微生物群：存在于胃肠道内的微生物生态系统，对健康至关重要。

• 菌群失调：一种病理性状态，特征是胃肠道微生物群减少，可由多种因素引起，包括高加工食品饮食、缺乏规律睡眠和心理社会压力。

• 菌群平衡：一种健康平衡状态，特征是胃肠道内微生物种群的高度多样性和丰度。

• 肠道通透性：营养物质通过肠道壁进入血液的能力。

• "N=1试验"或"单人试验"：作者敦促临床医生将每位患者视为数据收集和研究的机会，并应将这些单人研究的信息与更广泛的科学界共享。

• 微生物多样性：描述微生物种群的多样性，以属的数量衡量。更多样的微生物群导致更平衡健康的肠道。

• 益生元：选择性刺激肠道中某些细菌种群的食物。

• 益生菌：含有对宿主有益的活菌的食物。

• 精神益生菌：益生菌的一个子集，有助于心理健康。

图2来自《利用微生物组评估工具作为神经保护性营养和生活方式医学干预的一部分》。Miguel Toribio-Mateas的这篇综述面向临床医生，但对任何注重健康的人来说都包含大量有用信息。我们在此详细阐述了胃肠道微生物、微生物群及其与健康和疾病关系的重要性。特别强调了肠道-大脑相互作用的复杂性，以及对营养和生活方式医学采取更加个性化和协作方法的日益增长的需求。Toribio-Mateas还讨论了评估患者健康的几个有用生物标志物，并给出饮食建议，推荐高度多样化的水果和蔬菜。

介绍微生物-肠道-大脑轴

我们的肠道微生物群（胃肠道中的细菌集合）对我们的健康起着至关重要的作用，这一点越来越明确。健康的微生物群有助于调节新陈代谢和免疫功能，促进体内平衡。当讨论肠道微生物群的体内平衡时，健康平衡的生态系统被描述为一种"菌群平衡"状态（源自希腊前缀"eu-"，意为"好"或"良好"）。相应地，"菌群失调"描述了体内平衡之外的状态，即细菌生态系统已偏离理想平衡。

什么是健康的肠道？

Toribio-Mateas揭示了定义健康肠道的两个关键因素：多样性和丰度。即肠道微生物群的遗传多样性和细菌种群的相对丰度。更多样化和丰度的微生物群导致健康的菌群平衡状态，而微生物多样性缩小或减少则导致病理性、菌群失调状态。

什么是不健康的肠道？

如上所述，肠道微生物群多样性不足是可能疾病的标志。肠道的一个主要功能是吸收营养。肠道吸收营养的能力，即肠道壁对通过物质的通透性，被称为肠道通透性，或"肠漏"。因此，肠道微生物群对营养吸收至关重要。食物在肠道中被分解，微生物群"捕获"营养物质并将易于吸收的营养物质传递到体内。这是一个过于简化的模型，但您能理解其含义。

因为不健康的肠道具有较少的细菌种群多样性和丰度，所以从胃肠道向血液交换营养的"捕手"更少。在菌群失调的肠道中观察到的另一个特征是炎症导致的过量粘液分泌。过量粘液构成了物理障碍，阻碍吸收，因为营养物质需要通过这一屏障。

菌群失调的这两个特征导致分子无法通过的不透肠道，或"肠漏"，其中营养物质在未被吸收的情况下被排出。

什么导致菌群失调？

导致不健康肠道的一些因素包括缺乏膳食纤维和自然生物多样性（通过食用各种水果和蔬菜获得）、过度使用抗生素、加工食品、环境毒素甚至压力。确实，有大量证据表明心理社会压力对肠道微生物群的有害影响。

这双向进行——心理社会压力可以影响一个人的微生物群，而一个人的微生物群也可以影响其对压力的反应！在动物研究中，健康的微生物群与改善的压力反应能力相关，而不平衡的微生物群则损害压力反应。在这里，我们看到菌群失调开始出现循环、自我强化的图景，揭示了菌群失调状况的慢性和发展性质。

所以，我们知道我们的微生物群有菌群失调的风险——不要惊慌！我们可以做很多事情来恢复菌群平衡并保持它。

但首先，让我们更深入地探索这个复杂的系统。

微生物-肠道-大脑轴：一个复杂的通信系统

大脑和肠道微生物群之间有几种通信途径，如图1所示。其中一些途径包括：

• 迷走神经

• 免疫系统

• 短链脂肪酸

• 色氨酸（血清素的前体，血清素是支配胃肠道神经系统的首要神经递质）

迷走神经似乎最为重要，为大脑和微生物群之间提供了主要的信息高速公路。

在传递什么信息？当然，我们不完全理解生物系统的全部复杂性和发生的化学通信。然而，炎症和慢性免疫反应激活似乎起着重要作用。炎症与多种疾病相关。炎症性肠病（如肠易激综合征）也增加了精神障碍的风险。可能是肠道中的菌群失调在整个个体中触发炎症免疫反应，进而影响大脑。

图1来自《利用微生物组评估工具作为神经保护性营养和生活方式医学干预的一部分》

通过实验室测试和"N=1试验"评估功能

"我们与周围人的肠道微生物群共享三分之一，而三分之二对每个人都是特定的。"

我们三分之二的微生物群对我们来说是独特的——这意味着没有一种放之四海而皆准的处方能对每个人都有效，没有一种饮食能拯救我们所有人。相反，作者建议，我们必须开始采用更加个性化的营养和生活方式医学方法。

大规模研究有其用途，但在为每个人开发有效治疗方面可能仅此而已。人群研究有其局限性，因此为了个性化医学能够实现，临床医生应将每个人的治疗视为一个独立的研究实验。这意味着与患者协作工作，并将结果与医学界共享，而不是将信息锁在患者记录中。

这就是"N=1试验"的含义——只有1个研究参与者，即患者。通常在研究中，较大的n值反映了更可靠的研究；我们拥有的数据越多，对数据的信心就越强。Toribio-Mateas提出了一个并行方法，其中临床医生将个体患者互动视为有价值的研究数据。

粪便测试中的有用生物标志物

有许多可能的患者健康生物标志物，作为疾病或疾病的指标。一些常见的生物标志物包括作为发烧指标的体温和作为炎症指标的C反应蛋白（CRP）。

本研究描述了评估患者微生物群的五个主要生物标志物。

1. 微生物多样性

多样化的肠道是健康的肠道。因此，细菌的多样性越多越好。微生物多样性减少发生在多种疾病中，从胃肠道疾病到精神疾病。事实上，肠道多样性不足已与认知能力下降相关。

微生物多样性减少可能是由于食用主导西方或美国饮食的高度加工食品。加工和精炼食品去除了未加工食品中发现的许多天然物质。这意味着汉堡包的营养多样性较低，只能滋养肠道中较小比例的细菌。同时，依赖其他天然物质生存的细菌挨饿，种群减少。

与西方饮食相比，越来越多的证据支持地中海饮食，例如富含单不饱和脂肪（来自橄榄油）和多酚。参见图2，了解西方饮食与地中海饮食的视觉比较。

作者还指出益生元的重要性，即有利于其他细菌种群生长的不可消化食物。这些包括纤维、多种香料（黑胡椒、肉桂、姜）以及原花青素（PAs），一种在各种水果和坚果中发现的类黄酮。

所有这些都强调了临床医生治疗微生物群的重要性，开处方食物以促进健康的微生物多样性。

2. 粪便钙卫蛋白

蛋白质钙卫蛋白目前用作炎症性肠病的生物标志物。新兴研究表明，它也可能成为认知能力下降的指标。粪便钙卫蛋白水平升高与认知障碍相关，也被认为是肠漏的结果，即营养物质和其他物质无法轻易通过肠壁。

3. 闭合蛋白

另一种蛋白质，闭合蛋白，调节紧密连接的功能，这是细胞之间的一种通信通道。这意味着闭合蛋白浓度会在经历肠道通透性变化的患者中发生变化。闭合蛋白也在对麸质有反应但没有乳糜泻的患者的粪便样本中发现较高水平。

虽然闭合蛋白不被认为是这些患者不适的原因，但它与肠道通透性和麸质敏感性的关联表明，它可能对评估微生物-肠道-大脑轴有用。

一些已被发现有效降低闭合蛋白水平的营养素包括沸石、牛初乳和益生菌混合物。虽然这些的机制尚未完全理解，但它们是相对安全的干预措施，临床医生可以轻松使用。

4. 短链脂肪酸

细菌产生的几种短链脂肪酸与肠道健康相关，包括乙酸、丁酸和丙酸。作者特别强调丁酸，它可能间接刺激线粒体生物发生（创建更多线粒体，细胞的"动力源"）和ATP（细胞的主要分子能量来源）的生成。

虽然我们不知道短链脂肪酸在认知健康中的具体作用，但粪便测试中低浓度有时与认知障碍相关。临床医生应将此视为认知障碍患者的有用生物标志物。各种未加工的天然食品提供了健康的短链脂肪酸丰度。

5. β-葡萄糖醛酸苷酶

葡萄糖醛酸化过程在细胞中作为解毒过程，通过使有毒化合物失活。当有毒化合物与葡萄糖醛酸糖分子连接时发生这种情况，允许化合物排泄到胃肠道中。然而，β-葡萄糖醛酸苷酶实际上起到去除葡萄糖醛酸糖分子的作用，逆转有毒化合物的失活。因此，更多的β-葡萄糖醛酸苷酶可能不是好事，表明可能存在更多活性有毒化合物。

升高的β-葡萄糖醛酸苷酶应被临床医生注意并治疗。这可以通过开处方富含葡萄糖酸的食物来实现，葡萄糖酸是一种调节β-葡萄糖醛酸苷酶的化合物。此类食物包括苹果、葡萄柚和康普茶等发酵食品。

从肠道开始的饮食神经保护：益生元、益生菌和精神益生菌

临床医生应认识到影响患者微生物群的方式越来越多。这些不仅包括益生菌（最近的热门话题）；还包括益生元，即选择性刺激肠道中某些细菌种群的食物，以及精神益生菌，即有助于心理健康的益生菌子集。

作者强调发酵食品作为益生菌的来源。关于酸奶健康益处的研究将其与心理健康指标的改善联系起来，如焦虑、抑郁和压力；以及细胞健康，表现为炎症生物标志物的减少。

例如，益生菌饮料开菲尔已被证明可减少胃肠道中的促炎细胞因子，这种效果可能在整个身体中延伸。其他显示有希望结果的益生菌食品包括酸菜和泡菜。

这绝不是益生菌的详尽列表。通过给予每位患者更多一对一的关注，并利用其他医疗专业人员共享的单人试验，临床医生可以开始将细微差别的益生元和益生菌混合物与患者匹配。

总结

微生物-肠道-大脑轴可能对一个人的健康产生深远影响。Toribio-Mateas敦促医生通过粪便测试获取肠道快照，并指出从无病理症状的患者获取基线测试的价值。通过比较同一患者的多变量测试，可以在高度个性化的方式中追踪健康变化。此外，作者强调了饮食干预的力量，提倡多样化水果和蔬菜的饮食，以及临床医生使用益生元和益生菌。此外，通过分享这些"单人试验"的细节，医疗专业人员可以更好地理解生活方式的小变化如何在个体健康中体现。

【全文结束】

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