消化系统中拥有超过1亿个神经元,因此肠道在许多文化中被称为“第二大脑”。
一项新研究现表明,来自肠道的活细菌可能通过迷走神经直接进入大脑,揭示了肠脑之间存在一条惊人的连接通路,对神经健康具有潜在影响。
发表在《公共科学图书馆·生物学》上,这项使用小鼠模型进行的研究证实,来自失衡肠道微生物组的活细菌可以通过迷走神经进入大脑。
迷走神经负责心率、呼吸等关键功能,它将脑干与心脏、肺以及主要的腹部器官(包括胃、肠、肝脏等)连接起来。
该研究的联合首席研究员、微生物学家、埃默里大学医学院教授大卫·韦斯博士说:“这项研究最大的转化意义之一在于,它表明神经系统疾病的发展可能始于肠道。”
韦斯补充道:“这可能会将新干预措施的重点转向肠道,使肠道成为治疗的新靶点。这种靶点的潜在解剖学转变,可能会对神经系统疾病患者从治疗中获益的方式产生难以置信的影响。”
高脂饮食能让细菌到达大脑吗?
在这项研究中,一组无菌小鼠连续九天摄入了“Paigen氏饮食”,这是一种类似于西方饮食的配方,含有45%的碳水化合物和35%的脂肪。
这类饮食在人类中已知会导致肠道通透性增加,即“肠漏症”。在这种情况下,化合物可能从肠道中泄漏出来。
在小鼠身上观察到的由此产生的肠道微生物组变化,与肠道屏障通透性增加(即渗漏)有关。这使得活细菌能够直接从肠道通过迷走神经进入大脑,而在血液或其他器官中检测不到任何细菌。
为了强化这一概念,研究人员给这些小鼠服用了抗生素,持续三天,以杀灭许多肠道微生物。随后,这些小鼠摄入了一种工程改造的细菌——一种带有特殊DNA序列标记的阴沟肠杆菌,该序列在自然界中通常不存在于这些细菌中。
当这些小鼠也被喂食高脂饮食时,后来恰好在小鼠的迷走神经和大脑中检测到了带有这种特定标记的菌株。
该研究还强调,采用了严格的方法来防止交叉污染。大脑中的细菌载量很低,仅为数百个,从而排除了败血症或脑膜炎的可能性。
肠道细菌能在脑部疾病中发挥作用吗?
研究人员还在神经疾病小鼠模型(如帕金森病、阿尔茨海默病等)的大脑中发现了低水平的细菌。
这些发现可能有助于解释这些疾病在人类中是如何起源的。
该研究的联合首席研究员、埃默里大学医学、微生物学和免疫学教授阿拉什·格拉库伊博士说:“这项研究强调了需要进一步研究饮食变化如何对人类行为和神经健康产生巨大影响。”
格拉库伊还指出,让这些小鼠恢复正常饮食,可以通过降低肠道通透性来限制大脑中的细菌载量。
这表明,高脂饮食对细菌进入大脑的影响是可逆的。
参考文献:
- 肠道细菌向小鼠大脑的转移 - (
来源-公共科学图书馆·生物学
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