诺和新元科普 “肠-脑轴”：溯源肠-脑轴，一文读懂肠-脑轴 和脑健康的关系

前言:

据世界卫生组织(WHO)2023 年发布的《精神障碍全球现状报告》显示:全球每8个人中就有1人在一生中会经历至少一种精神情绪障碍(如焦虑、抑郁、自闭症等)【1】。

肠-脑轴是指肠道与中枢神经系统之间的双向通信网络,它通过神经、免疫、内分泌和肠道微生物群等多种途径相互调节,对情绪、认知、应激反应及全身健康发挥重要作用。因此,肠-脑轴的平衡,正是守护身心健康的重要防线!

为帮助读者以科学视角解读肠-脑轴,诺和新元人类健康联合中国食品科技学会,特别推出《益生菌与 “肠-脑轴” 系列科普视频》,邀请四位深耕相关领域多年的权威专家,从 “定义” 到 “机制”,从 “基础研究” 到 “临床应用”,层层拆解肠-脑轴的奥秘。

本期,我们将介绍专家们关于肠-脑轴基础概念的核心观点,查看视频解读惊喜。

一、什么是肠-脑轴?——何国庆教授

何国庆教授:浙江大学食品科学与营养系教授

1907 年,诺贝尔奖获得者梅契尼科夫,首次提出 “肠道微生物影响人体健康” 的观点。【2】

1999 年,哥伦比亚大学格尔森教授将肠神经系统比作人体的 “第二大脑”(即 “肠脑”)【3】。

随着科研技术的进步,“肠-脑轴” 的概念及特点逐渐清晰:

1. 多系统协同作用:肠-脑轴通过神经系统、内分泌系统、免疫系统和肠道菌群四大系统协同作用。

2. 双向交流网络:在肠道与大脑之间通过传递生化信号”影响着人体情绪、认知、新陈代谢等生理活动。

肠-脑轴概念的提出为神经系统健康的保持和改善提供了新的靶点,为人类开展脑健康研究打开了新的方向。

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二、肠-脑轴和脑健康的关系——许雅君教授

许雅君教授:北京大学公共卫生学院教授,博士生导师

肠-脑轴对于调节人体的免疫、消化、睡眠、情绪甚至认知都非常重要。肠-脑轴的紊乱可引发神经障碍相关的疾病,如焦虑、抑郁、多动症、自闭症等【4】。

那么,肠-脑轴究竟如何守护健康?核心在于 “肠道菌群” 这个关键角色:

• 1、菌群代谢产物当“信使”:肠道菌群会产生短链脂肪酸(如乙酸,丁酸)等小分子代谢物,这些 “信使” 进入血液循环后,能直达中枢神经系统,调节神经递质的表达和神经信号传导——比如帮大脑合成调节情绪的物质(如血清素?多巴胺?),最终实现改善情绪、提升认知的效果【5】;
• 2、双向调节维持平衡:平衡的肠-脑轴能让肠道正常发挥消化、吸收功能,而肠道也会 “反向反馈”影响大脑:比如通过改善肠道微生物菌群,可有效调节人体的应激反应,缓解焦虑、抑郁类行为【6】。

肠-脑轴的平衡对人体的健康非常重要,是肠道健康与脑健康的 “共同基石”。

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三、肠-脑轴影响脑健康的科学基础——许雅君教授

研究发现,肠-脑轴主要通过神经通路、免疫通路、内分泌通路和肠道微生物代谢通路来影响脑健康【7】,四大通路相互配合,共同构成了肠-脑轴影响脑健康的科学基础——也意味着可通过调节肠道(如改善菌群)间接守护脑健康。

1. 神经通路:迷走神经等可实现双向通讯,肠道状态影响情绪与认知,大脑亦经神经通路调控肠道功能【8】;

2. 免疫通路:菌群抵御病原、激活免疫细胞、调节免疫因子,维持免疫平衡,保护大脑免受炎症损伤,并维持肠屏障完整性,阻止有害物质入血【9】;

3. 内分泌通路:肠道内分泌细胞释放GLP-1、CCK等激素影响神经系统功能【10】;

4. 肠道微生物代谢通路:肠道菌群合成5-羟色胺、多巴胺、GABA等活性分子,调节睡眠、情绪、注意力、记忆及认知【11】。

综上,肠-脑轴对脑健康至关重要,其多系统信号通路是调节大脑功能、保持健康状态的基础【12】。

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四、益生菌改善情绪、认知的科学证据——赵亮教授

赵亮教授:中国农业大学食品科学与营养工程学院教授、博士生导师

益生菌是“活的微生物,当摄取足够数量时,对宿主健康有益”。目前,已许多研究发现,益生菌在调节肠道微生物群组成、增加有益菌丰度、改善情绪和认知等方面发挥积极作用。

1、动物模型证据:调节肠道菌群,缓解压力和焦虑,改善认知
特定益生菌可调节肠道菌群→影响特定细菌代谢物(如提高短链脂肪酸水平)→调节神经递质的产生→缓解压力和焦虑、改善认知【13】。

2、Meta分析(荟萃分析):改善帕金森患者的运动功能与阿兹海默症患者的认知功能

• 针对运动功能:特定益生菌可减少炎症与氧化应激,保护神经细胞,改善帕金森患者的运动与非运动功能【14】。 • 改善认知障碍:服用特定益生菌可改善轻度认知障碍(MCI)与阿尔茨海默病(AD)患者的认知功能【15】。

3、临床研究证据:改善焦虑情绪及睡眠质量,缓解肠易激综合征(Irritable bowel syndrome,IBS)压力

• 改善情绪及睡眠:特定的长双歧杆菌长亚种可显著改善焦虑情绪与睡眠质量【16-17】【18-19】。 • 改善肠易激综合征相关压力:连续6周每天服用特定的嗜酸乳杆菌,可显著改善腹泻型肠易激患者胃肠道不适相关的情绪压力【20】。

总的来说,这些研究为我们提供了益生菌在改善情绪和认知功能方面的科学证据,显示了益生菌在维持脑健康方面的潜力。

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五、益生菌调控“肠-脑轴”的作用机制——石汉平教授

石汉平教授:首都医科大学附属北京世纪坛医院临床营养科主任、胃肠外科主任

“不同益生菌的作用机制具有菌株特异性”,特定的长双歧杆菌长亚种可通过“调节肠道菌群结构、产生神经递质、激活迷走神经”等多通路综合调控肠-脑轴,从而改善人的情绪和认知等。

1、调节迷走神经活动:缓解压力及焦虑,促进睡眠

• 激活迷走神经:从而调节皮质醇分泌,发挥缓解焦虑、舒缓压力、促进睡眠等作用【21】。 • 降低肠神经元兴奋性:向中枢神经系统发送“减压信号”【22】。

2、调节免疫系统:减少神经炎症,改善抑郁样行为

• 特定的动物双歧杆菌乳亚种:通过促进如白细胞介素-10(IL-10)等抗炎因子,减轻神经炎症【23】。 • 特定的长双歧杆菌长亚种:可诱导外周血细胞增加白细胞介素-6(IL-6)分泌,改善母鼠与子鼠分离后的抑郁样行为【24】。

3、调节神经内分泌:改善认知功能及食欲

• 特定鼠李糖乳酪杆菌:可改善葡萄糖耐量和胰岛素敏感性,并减轻炎症反应,间接改善认知功能【25】【26】。 • 特定的益生菌:可刺激肠道肽的分泌,如胰高血糖素样肽-1(GLP-1)和肽YY(Peptide YY,PYY),进而影响食欲和能量平衡【27】。

4、调节菌群及其代谢物:减轻肠道炎症,缓解肠易激综合征情绪压力

• 特定的嗜酸乳杆菌:可有效增加肠道有益菌的丰度,减少条件致病菌,提高丁酸盐的水平,下调血清和结肠外植体中炎性细胞因子的表达【28】; • 特定的嗜酸乳杆菌也可通过调节μ-阿片受体的表达和活性,有助于减轻成人肠易激综合征患者的情绪压力【29】。

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结语:
秉持科学循证的理念,依托全球领先的微生物科技与营销网络,

诺和新元人类健康期待携手全球科研机构与产业伙伴,

深化益生菌与肠-脑轴前沿领域,以科学驱动创新突破,用优质菌株传递健康价值,

为推动全球人群身心健康发展、破解肠-脑轴健康密码提供更坚实的微生物解决方案。

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