微生物、情绪和心理健康

每个人都有一个“直觉”,有的是把它比作“蝴蝶”在胃里紧张的事件之前,而其他人认为它一种直觉和科学家把这古老的现象到现在的实验室为了更好地了解精神卫生疾病产生和如何更好的治疗。

研究证实人类微生物组的项目(HMP)已经开始梳理人类肠道微生物作用在许多疾病的发展,包括焦虑和抑郁等精神疾病,自闭症谱系障碍和精神分裂症。当数以百万计的美国人生活与精神健康障碍,治疗往往是部分在最好的情况下,无效。理解是什么导致这些疾病为了找到更有效的治疗是研究人员的当务之急,医生和病人。

开始在2008年全国高分子聚合物是一种美国nih资助的专门,努力分类数以万亿计的微生物生活在人体内。通过新一代测序技术的进步,宏基因组序列允许研究人员使本国的菌株在我们的嘴巴,鼻子,皮肤、内脏和私处。事实证明细菌细胞十倍普遍比我们自己的身体细胞,细菌基因,有100倍的人类基因。^1、2、3

肠胃科已经知道了几十年,肠道微生物起着很大的作用在维护我们的身体机能通过其分泌物和代谢产物,主要是通过免疫信号,内分泌信号和肠神经系统——神经递质产生的肠道细菌。⁴肠道和大脑之间的这种相互通过迷走神经发生,脑神经,进行漫长而曲折的道路从大脑到许多不同的器官,包括肠道。这个系统使交感神经系统维持体内平衡。

在过去的10年里,越来越多的临床前(老鼠)研究表明之间“双向信号”大脑和肠道微生物可以影响大脑的神经化学,随后,我们的情绪和行为。可以肯定的是,这是一个神经科学范式转变,而一些人认为它最终会改变精神病医生治疗精神疾病,主要研究员约翰·克莱恩博士说。障碍一旦被认为是大脑的条件可能会被链接到甚至加剧了不平衡肠道的微生物群落。

“我们已经知道了很长一段时间,肠脑轴调节体内平衡是非常重要的,”克莱恩,爱尔兰科克大学神经学家,说。所以,为什么不让肠道微生物影响神经化学吗?而“psychobiotics”一词是由克莱恩和泰德Dinan博士⁵“很大程度上仍在起步阶段,”克莱恩认为它将影响未来的精神病医生如何治疗这些疾病。Psychobiotics利用管理时适量,某些细菌,通常在肠道会对心理健康有积极的影响,他说。“你看你最后一次有食物中毒,你感到不适。所有的症状应用在抑郁等情绪障碍,所有相同的物理症状analogous-and由细菌。”

双向信号

血脑屏障(BBB)分开大脑的血液循环到全身,只允许某些分子的十字架。而更多的研究表明某些细菌的存在之间的联系,改变大脑中的基因表达,机制仍然未知。换句话说,我们还不知道如何肠道细菌与大脑。是直接通过代谢物,穿过BBB吗?通过下游信号?都有?

克里斯托弗·劳瑞博士说,双向信号综合生理学系的副教授博尔德科罗拉多大学意味着“大脑可以影响肠道微生物群,相反,肠道微生物群可以影响大脑。“肠道微生物群分泌刺激神经组织的代谢产物,包括神经递质多巴胺,5 -羟色胺,和γ-氨基丁酸,或伽马氨基丁酸。这些微生物也释放分子可以改变神经化学。此外,他们可以引起局部炎症,免疫细胞释放免疫信号molecules-another改变下游信号和宿主免疫的方法。“这些免疫信号分子可以改变大脑功能,通过对感觉神经的影响,或通过直接访问的大脑,”洛瑞说。

心理健康和肠道微生物

直到最近,迷走神经只称为“副交感神经的公路。“然而,更多的研究表明微生物群落的改变之间的联系和变化的心理健康,像焦虑和抑郁。虽然已经知道了很长一段时间,大部分我们的神经传递素,例如多巴胺和血清素在肠道中创建,神经科学家刚刚开始学习我们的微生物群是如何使用这些分子与大脑。

克莱恩的开创性的论文中出现PNAS2011年表明,事实上,肠道和大脑之间的双向信号通过迷走神经,可能会导致心理健康的变化。⁶在动物研究中,他和他的同事发现,慢性治疗乳杆菌(在肠道细菌通常存在)引起改变GABA表达相比,在大脑中控制老鼠。GABA作为主要的抑制,或平静的神经递质。喂食他们发现,“减少应激皮质甾酮和焦虑和抑郁症行为”的老鼠。重要的是,缺席行为影响小鼠的迷走神经被切断。

四个主要类型的细菌在肠道壁厚菌门,发现拟杆菌、放线菌、变形菌门。虽然我们没有这些物种能够生存,他们都扮演着重要的角色在代谢食物,建立和促进免疫力,防止有害的,或致病微生物,并产生大量的分子,包括维生素和激素。喂食是为数不多的几个常见的菌株在肠道和被测试probiotic-a菌株可能有助于促进愈合的再平衡肠道细菌社区。

越来越多的证据显示,压力改变了微生物。⁴“重复效应是,接触应力降低了肠道微生物群的多样性,”洛瑞说。这使病原微生物多样性下降”立足的机会在肠道并有可能引起疾病。”

开创性的论文从2004年发现无菌mice-those培育没有自然microbiome-showed夸张-肾上腺应激反应,而这可能被征服他们的勇气与逆转双歧杆菌属对象(通常在肠道)。⁷最近的研究已表明减少焦虑行为当无菌鼠与正常微生物群一类蚊虫。然而,老鼠在方方面面-什么早期殖民将等同于通过青春期早期生活在人类的工作。⁸

儿童发展;自闭症

早期生活事件可以在发展中肠道产生重大影响。这些事件可以包括暴露于抗生素,是否,阴道分娩婴儿和剖腹产,如果一个婴儿是母乳喂养。然而,压力可能是最大的因素,克莱恩说。2009年克莱恩在雄性老鼠表明,早期生活压力导致的变化,包括那些粪便微生物群,⁹用他的话说,精神压力有关的障碍问题,如抑郁症可能影响未来和肠易激综合症。Tracy Bale博士,宾夕法尼亚大学的神经学家最近的一项研究发表在杂志上内分泌学暗示母亲的压力改变了微生物在她的后代。¹⁰贝尔用老鼠发现,母亲在怀孕期间暴露在压力时,其幼崽的水平乳酸菌细菌被降低。雄性幼崽显示增加厌氧细菌梭状芽胞杆菌和Bacteroidesin。

“细菌相互作用非常不成熟的肠道环境不是他们只是居住,他们参与,肠道是如何发展的,”贝尔说。“作为一个成年人,如果你有一个健康的肠道microbiome-nutrient新陈代谢,吸收,免疫力,迷走神经的门牌都这些事情可以影响大脑。”

肠道微生物可能在孤独症谱系障碍也扮演了一定的角色。最近的一项研究的微生物学家Sarkis博士Mazmanian加州理工学院的实验室表明一个细菌菌株在生命早期小鼠可以反向autism-like症状和行为。¹¹在试图了解自闭症的微生物影响小鼠模型,他的实验室使用老鼠已经感染了一种病毒激活他们的免疫系统。在这母体的免疫激活(MIA)模型中,米娅后代显示血液中不同的代谢物以及autism-like特性和行为,通过给幼崽脆弱拟杆菌,这些行为可能会改变。“我们怀疑这个结果可能是由于肠道和大脑之间的双向的相互作用,”Mazmanain,他们的工作侧重于微生物代谢物的作用发挥,说。“此外,我们已经发现,在其他方面,肠道细菌产生分子“泄漏”小肠进入血液循环,特定的微生物分子影响高阶神经等功能复杂的行为,包括焦虑。”

治疗精神疾病和未来的重点

而“轻松可翻译”人类,佩恩的贝尔说,目前的研究在啮齿动物不应该被超越改善我们对肠脑交流背后的机制的理解。仍然有很多兴奋利用这个相声我们benefit-especially改善治疗各种各样的疾病。

“我们可以预期,在未来,我们可以管理肠道微生物群优化健康状况,不仅在成年人,但在发展中胎儿和儿童,”洛瑞说。美国的项目,例如,现有以人群为基础的研究,是“增加我们知识的“健康“肠道微生物组的样子。”¹²

双歧杆菌属和乳酸菌是主要的细菌显示有益影响焦虑和抑郁样行为。⁵然而,只有几株有积极的影响。”的核心问题是,我们需要理解为什么有些细菌是有积极的影响和一些不,和绝大多数没有影响,”克莱恩说。能够“有选择地修改情绪针对微生物”是一个崇高的目标,尤其是心理健康疾病是“整个身体障碍,”他说。”而言,它可能适用了解身体对压力的反应,”中扮演着重要的角色在焦虑、抑郁、慢性疼痛、和免疫相关疾病,如炎症性肠病、多发性硬化症、甚至帕金森症和阿尔茨海默氏症。

一些研究表明改善认知和情绪使用抗生素和益生菌治疗特定的条件,⁴但还有许多工作需要做阐明自己的行动在人体肠脑轴。“有很多要做之前我们可以说你的细菌是心理健康的解决方案,”贝尔说。

引用

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