过去的研究已经发现,肠道活动可以对大脑产生显著影响,反之亦然。
现在,一项针对小鼠的新研究揭示了这种通讯可能发生的一种方式:通过迷走神经,极少量活细菌从肠道直接进入大脑。
来自美国埃默里大学的研究人员使用了多种小鼠模型,旨在诱发可能让细菌渗入更广泛循环的“肠漏”状况——包括让小鼠食用高脂饮食以诱导动脉粥样硬化,以及通过基因工程使其患上类似阿尔茨海默病和帕金森病的疾病。
这种肠道损伤可能导致细菌渗漏到血液中并引发感染,但在这里,研究人员发现大脑中存在与肠道微生物匹配的极少量细菌,而血液中并未检测到。
无论肠道泄漏是由饮食还是疾病模型引发的,细菌都在大脑中被发现。
而血液似乎并非主要运输途径:进一步的测试表明,当迷走神经(从肠道到大脑的主要神经通路)被阻断时,大脑中细菌的存在显著减少,表明这条神经可能充当了运输通道。
研究人员在他们发表的论文中写道:“这些数据揭示了从肠道到大脑的细菌转移轴,受到环境因素(饮食)和遗传因素的影响,并需要进一步研究以确定这种现象是否也在人类中发生。”
关于细菌能够通过神经系统从肠道进入大脑的想法并非全新,但这项研究提供了迄今为止在小鼠中最清晰的实验证据之一。
例如,此前曾在阿尔茨海默病去世者的大脑中发现了细菌的痕迹,但这与研究人员在活体动物中观察到的实时变化并不相同。
当某些肠道微生物被转移到小鼠体内时,科学家后来在肠道和大脑中检测到了这些细菌,但在身体其他部位并未发现。
然而,除了这是一项针对小鼠而非人类的研究之外,还存在一些需要注意的注意事项。抵达小鼠大脑的细菌数量极低,目前尚不清楚这是否足以引发炎症或疾病。
这将是未来研究可以探讨的方向。过去的许多研究已经发现肠道炎症与神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)以及情绪障碍之间存在关联,尽管因果关系仍不明确。
更进一步,未来甚至可能通过针对改变肠道微生物组的药物来治疗某些脑疾病和心理健康问题,但首先需要建立明确的因果关系。
微生物学家David Weiss表示:“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。这可能会将脑疾病新干预措施的焦点转移到肠道作为治疗的新靶点。这种潜在的靶点解剖学转移,可能对神经系统疾病患者如何从治疗中获益产生难以置信的影响。”
科学家们目前正在研究肠道和大脑可能相互交流的多种不同途径,包括通过免疫系统、神经系统以及多种生化反应。这项新研究表明,这种联系可能更为直接:在特定条件下,细菌会从一个部位直接旅行到另一个部位。
该研究的一个积极发现是,当高脂饮食的小鼠恢复正常饮食后,大脑中的细菌似乎降至可检测水平以下——这表明通过修复肠道渗漏,这里造成的损害也可能是可逆的。
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这再次提醒我们,身体各个部分是相互关联的,一个区域的健康问题可能迅速对另一个区域产生不利影响。对于肠脑轴而言,这一点似乎尤其正确。
免疫学家Arash Grakoui表示:“这项研究强调了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的必要性。”
该研究已发表在《PLOS Biology》上。
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