肠子能决定脑子，认知又被颠覆了吧？

2022-04-21 09:51:16 来源：科普中国

近日，发表在《科学》上的一项最新研究中，来自法国巴斯德研究所等机构的科学家团队揭示了大脑与肠道细菌之间的神秘联系。他们在小鼠模型中发现，下丘脑神经元能直接检测肠道细菌活动的变化，并根据其变化调节食欲与体温等生理过程。

这是脑肠轴的又一篇文章。果然是“机制不明，肠道菌群”啊（遇事不决,量子力学）。今天就来和大家说说肠道微生物是如何影响人的大脑的。

01，肠道菌群和肠脑轴

肠道菌群和人有关系，肠道微生物是我们人体中一个庞大的群体。这些微生物规模有多大呢？据不完全统计，人体内的肠道微生物高达1000多种，它们执行着不同的功能，其数量更是庞大，有近百万亿的规模，这个数字远远超过了人体的细胞数量，更别提是全人类数量的几十万倍了。因此科学家称之为人体第二基因组。

它和我们人体组成了一个完好的互利系统他们不仅可以帮助抵抗外来病菌的入侵，还可以分泌免疫球蛋白来帮助人体提高免疫力；比如他们可以通过促进人体受损粘膜的修复而调节人体的生理。除此以外，就是肠道微生物促进肠道消化吸收的作用，帮助降解部分糖类。

但是仅仅如此吗？

当前最前沿的领域之一：肠脑轴（Gut–brain axis）。

当然，这里的脑肠轴，不是一些古书里认为的肠道直接影响大脑，而是微生物学的概念。

肠脑轴的定义简单的如下

肠脑轴（Gut–brain axis）是指肠道和大脑之间的双向信号传递和关联，主要是和肠道微生物有关。

02，cell-肠脑轴和自闭症

在这里，我们首先以一篇发表在生物学顶级期刊《CELL》上的研究为例来介绍一下肠脑轴的问题。研究的题目是“Human Gut Microbiota from Autism Spectrum Disorder Promote Behavioral Symptoms in Mice”，相信很多人看完题目就大体上猜出了这篇文章的研究，就是自闭症患者的肠道微生物可以引发小鼠的自闭症情况。

简单的介绍下作者的研究。

作者首先选择的研究材料是特殊的无菌小鼠，这样可以最大程度上避免小鼠本身肠道微生物的影响。同时选取了自闭症患者（Autism spectrum disorder，ASD）和正常个体（typically-developing，TD）两组群体，不过不是直接研究这些人，而是取了他们的粪便，因为粪便中有大量的微生物嘛。接下来，开展正式的研究，将两组患者的粪便分别移植到无菌小鼠体内，然后观察小鼠的行为。

不出所料，自闭症患者和正常人的粪便在小鼠上表现出了显著地差异，移植了自闭症患者的小鼠表现出了明显的类似人类自闭症的症状，比如重复性行为增加，运动和交流能力减弱。而且，这种行为还会传递到下一代。

可以说，这非常明显的证实了一个问题，那就是，肠道微生物会直接的影响大脑。

而其原因是，代谢产物影响了基因表达，比如GABA和甘氨酸受体激动剂/抑制剂等这些自闭症相关成分。

03，science-脑肠轴作用于神经

如果说上面的研究介绍了脑肠轴是影响了一些自闭症的成分，那么这篇文章介绍的是肠道菌群影响到了神经元。

先来一张图介绍一下整个文章的流程

这张图展示的是肠-脑轴对代谢的调控。

当小鼠食物消耗后，肠道微生物菌群开始扩张，然后导致胞壁肽增加，然后这些成分到达大脑后，于是靶向的移植了下丘脑神经元的一部分。

而这部分，就会降低神经元活动，从而帮助调节鼠的饱腹感和体温。

具体的来说其实就这么简单，他们发现这个调节的关键因子叫Nod2（核苷酸寡聚化结构域2，有一种打使命召唤的感觉）

上图是展示了大脑和肠道Nod2的表达情形。

而下丘脑的Nod2可以参与调控体重与体温