北京
肠道微生物群是一种高度复杂的生态结构，不仅由于其包容了数以千计因人而异的“寄居者”，更体现在它历经环境不断干扰与挑战，依然能够保持相对稳定的状态，在人体中发挥着不可忽视的生物学作用。更令人意想不到的是，肠道微生物还在左右着我们的大脑。让我们一起去见识一下这些肉眼不可见的微生物汇聚后的强大作用吧。
共生菌群作为肠道的得力帮手，可以分解不易消化的多糖等化合物产生能量。肠道微生物甚至会参与调节人体昼夜节律，还影响着大脑——我们人体的最高“司令部”。两者之间看似风马不接，实则休戚与共，想要理清这其中千丝万缕的联系就得说到肠脑轴，这条肠道与大脑之间的高速公路。
肠道微生物对大脑产生的影响
概括来讲，肠脑轴是指涉及多个生物系统的调节通路，在肠道菌群与大脑之间构建起一种独特的通讯方式：大脑可通过中枢神经系统调节肠道微生物的组成和行为，肠道微生物也可通过神经、内分泌、免疫、循环等多种系统参与对大脑信号的调节，维持人体的健康，甚至影响大脑的活动。
迷走神经：传递信息的电话线
迷走神经是脑神经中延伸最长、分布最广的一对神经，这些神经从脑干出发，弥漫的末梢延伸到肠道神经系统。
微生物自身可以产生神经递质，通过神经细胞的传导刺激中枢神经系统；此外，也可以请求场外支援，微生物通过产生活性物质刺激内分泌系统，进而诱导肠道细胞产生神经递质。举个例子，我们熟知的“快乐信使”——5-羟色胺，它的产生依赖于肠嗜铬细胞。微生物可以通过影响肠嗜铬细胞的数量或功能，进而干预 5-羟色胺释放，并最终调节大脑的认知、学习和记忆。
小胶质细胞：免疫协作的双刃剑
小胶质细胞与帕金森病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病息息相关
肠道和大脑之间也会通过免疫系统形成联系。大脑当中有一类关键的免疫效应细胞叫小胶质细胞，这种细胞在不同发育时期或生理状态下具有不同的形态功能，与帕金森病、阿尔茨海默病等疾病息息相关。
肠道微生物调节免疫细胞
肠道微生物会把人体难以消化的膳食纤维和抗性淀粉发酵变成短链脂肪酸，这种物质能够调节小胶质细胞的发育成熟过程，还会诱导细胞形态变化。
如果被短链脂肪酸过度激活，小胶质细胞就会发起疯来，不分敌我地吞噬清除神经突触，反而造成认知能力下降。
血脑屏障：守卫重地的头号关隘
我们的身体深谙大脑的元首地位，不仅在外配备了坚硬的头骨防护，在内还设置了相当缜密的关卡——血脑屏障。此称呼非常霸气，实力更是不容小觑。血脑屏障就是脑部血管外的一层坚固的，由血管壁细胞与神经胶质细胞形成的“鞘”，能够阻止有害物质从血液进入大脑，保证中枢神经系统内环境的高度稳定。
不过，许多来自肠道微生物的代谢产物却拥有“通关令”，比如丁酸盐就可以跨越血脑屏障进入中枢神经系统，并保护神经元免受损伤，具有一定抗抑郁的作用。
微生物、肠道和大脑在历史上曾是各自独立的课题，随着研究不断深入产生，彼此的联系愈加紧密，促进了生物医学变革性的进步。
责任编辑｜黄盈盈 赵青云
运营编辑｜赵青云
质量审核 | 岳焕琦 王维嘉
图文来源 | 《知识就是力量》杂志《从肠道微生物到人体司令部》，撰文 / 刘恺（同济大学生命科学与技术学院），原文有删改，原创作品转载请注明来源。
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