• Winnie Lin

連接微生物和大腦健康

已更新:5月4日

原文刊於《信報》副刊文化 營養菌群 2021-10-29


其中的連接是什麼?

越來越多的證據支持神經以外的因素可能影響大腦生理及其患神經退行性疾病的觀點。近年來,腸道微生態成為與神經元和膠質產生強烈相互作用的新寵兒,深深地影響著它們在這些疾病中的功能和行為。一些研究小組已開始深入研究,以識別特定的微生物種,繪製出連接它們與大腦複雜的、令人驚訝的生理途徑,而不只是談論整個微生物群。


對小鼠的研究,以及人類的初步研究,一一表明微生物可以觸發或影響帕金森病、肌萎縮性側索硬化症、自閉症譜系障礙和更多侵入大腦神經通路等腦神經疾病的病發過程。而研究人員和公司已經在人體臨床試驗中測試了這一觀點,旨意在調整微生物群的方案可以説明、預防、甚至治療這些疾病。


帕金森病

雖然目前還不清楚腸道中的信號是如何到達大腦的,但一個可能的管道是迷走神經。迷走神經將大腦連接到許多器官,包括結腸,使其成為十二個腦神經中最長的一個,這些神經在大腦和身體其他部位之間傳遞信號。針對人類和動物的研究表明,它在腸道和大腦之間傳遞至少一些資訊方面起著至關重要的作用。在20世紀70年代,胃潰瘍的一種常見療法是去除全部或部分神經,以抑制胃酸的產生。但近幾十年來,研究人員注意到了一個奇怪的副作用:接受過這種手術的人似乎不容易患帕金森病。


肌萎縮性側索硬化症(ALS)

支援腸道-大腦軸假說的研究者認為,微生物群不僅能引發一些神經退行性疾病,還能對其嚴重程度產生影響。罪魁禍首可能是細菌代謝物—細菌產生的小分子,這些細菌可以進入血液並在體內傳播。你可能會問,是什麼分子?血液中至少有一半的小分子是「由微生物製造或由微生物調節的」。Dr. Elinav和他的團隊分析了有益微生物產生的代謝物,並施用了一種叫做煙醯胺的分子,也稱為維生素B3,於容易「感染」ALS的小鼠。他們發現分子進入大腦並改善了他們的癥狀。 當團隊比較ALS患者的微生物群系和他們未受影響的家庭成員的微生物群系時,他們也發現相較之下患有ALS的人的煙醯胺較少。


自閉症譜系障礙(ASD)

根據流行病學研究,直接誘發ASD的原因仍然鮮為人知,但母親在懷孕期間的感染似乎增加了孩子患ASD的風險。例如,在瑞典近180萬人中,母親在懷孕期間因感染而住院的嬰孩被診斷為ASD的風險要高出79%。


德克薩斯州的神經學家Dr. Costa-Mattioli研究那些有類似ASD行為的小鼠,發現受影響的小鼠缺少一種特定的細菌:乳酸桿菌。他們在其他幾個小鼠模型中測試了L.reuteri,這種細菌能夠逆轉每個小鼠的一些類似ASD的行為。而且,就像帕金森氏症的作業系統一樣,如果老鼠切斷了迷走神經,研究人員即可以阻止它們的發生。L.reuteri發送的信號究竟是什麼類型的,目前卻還不得而知。


飲食習慣,可以適度微生物群,以減少腦部疾病的風險

雖然腦疾病的發展與腸腦軸機制並未被完全解析, 但在認知行為上與宿主——我們——的營養狀況密切相關。除了作為能量基質的基本功能外,早年飲食的習慣和發展大腦功能有持續的影響。例如,母乳餵養的嬰孩,在兒童期有著更好的腦神經發育,其影響在成年後持續存在,因為母乳餵養兒童的認知表現與較高的教育地位和收入有關。 另一個例子是,神經組織中存在

高濃度的DHA和EPA,占神經元膜中脂質含量的40%,它們在妊娠期和圍產期(指懷孕28周到產後一周)期間在嬰兒大腦中的積累對視力、記憶和行為很重要。此外,多元不飽和脂肪酸(PUFA) 具有抗炎作用,其他微量營養素,如黃酮類化合物,膳食膽鹼有助於大腦發育和功能。


儘管進行了多項分析個別營養物質的研究,但研究飲食模式的影響,更能自然的反應人類的飲食習慣,更密切的顯示更可靠的結果。眾所周知的地中海飲食(Mediet)源於南歐沿海國家的飲食習慣,其基礎是蔬菜、水果、堅果和全穀物的高攝取量、適量的乳製品以及有限的肉類和飽和脂肪攝取。除了在心血管和癌症預防方面已知的效果外,長期維持 Mediet 還表明可以預防多種 中樞神經疾病,包括中風、輕度認知障礙。不過,我們不要忘記,正如本專欄所提到的,中國的傳統飲食與Mediet非常相似,對於代謝疾病有著相似的保護因素。最後,間歇性禁食或限制卡路里攝取會刺激神經元的輕微慢性應激反應,這有利於增加神經營養因數的產生,防止神經元死亡和蛋白質聚集。


迄今為止,儘管仍然缺乏有力的證據,以營養習慣和微生物群為重點的干預措施顯示出了預防勝於治療的效果。



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