摘要
肠-脑轴是一个复杂的通信系统,在影响我们身心健康方面起着关键作用。本研究旨在确定在75名(38名女性)健康个体中,静息状态下的迷走神经介导的心率变异性(HRV)和皮质醇水平与心理特征和特定肠道微生物群特征之间的关联程度。参与者接受了迷走神经介导的HRV、每日唾液皮质醇水平、心理特征和肠道微生物群组成的评估。基于HRV和皮质醇值的中位数分类方法,我们发现低迷走神经介导的HRV、更大的抑郁症状以及改变的肠道微生物群(例如,Prevotella 的丰度较高,而 Faecalibacterium, Alistipes 和 Gemmiger 的丰度较低)之间存在关联。这表明迷走神经介导的HRV可能是微生物-肠-脑轴功能的有用生物标志物,并且低迷走神经介导的HRV可能在肠道菌群失调和抑郁之间的双向联系中起重要作用。另一方面,每日皮质醇参数(如皮质醇觉醒反应、昼夜皮质醇斜率)与较高的焦虑和感知压力或特定的肠道微生物群谱型相关。因此,它们作为微生物-肠-脑轴功能生物标志物的效用需要进一步研究。
引言
数万亿的肠道细菌,统称为肠道微生物群,与大脑进行双向交流并可以相互影响对方的活动。因此,微生物群是肠-脑轴的关键组成部分。这一轴的紊乱不仅影响肠道运动和分泌,导致炎症性肠病(IBD)的发展,还与对急性和慢性应激的改变反应、行为变化和心理障碍的易感性相关。研究表明,胃肠道疾病(如IBD)与心理共病相关,并且已证明几种应激相关的心理障碍(如抑郁症和焦虑症)与肠道菌群失调有明确的联系。此外,临床前模型表明,表现出焦虑和抑郁样行为的啮齿动物会出现肠道微生物群紊乱,并且在给予益生菌后,行为和微生物的变化都恢复正常。
迷走神经是微生物-肠-脑轴的关键中介,使大脑能够影响肠道活动和微生物群组成,而肠道则影响情绪、认知和心理健康。此外,更高的心脏迷走神经活动与健康和幸福感相关,而较低的心脏迷走神经活动则与发病率、死亡率和应激相关疾病相关。使用心率变异性(HRV)作为心脏迷走神经功能的替代测量指标,研究发现低迷走神经介导的HRV是精神和胃肠道疾病的共同内表型。初步研究也表明,在非临床人群中,HRV、肠道微生物群谱型和心理特征之间存在关联。例如,低迷走神经介导的HRV的个体具有较差的心理特征,与α多样性降低和与IBD等肠道病理相关的细菌丰度增加有关。这表明HRV可能代表微生物-肠-脑轴失衡的有前景的生物标志物。
下丘脑-垂体-肾上腺轴及其主要产物皮质醇是另一个重要的脑-肠通讯介质。研究表明,肠易激综合症(IBS)患者的血清皮质醇水平发生改变,与肠道微生物群组成的变化相关。其他初步研究发现,头发和尿液中的皮质醇水平与不同的微生物群谱型和心理结果相关。此外,唾液皮质醇水平也与不同的肠道微生物群谱型相关。例如,以 Lactobacillus 和 Bifidobacterium 为主的年轻学生表现出较低的唾液皮质醇水平,而以 Bacteroides 为主的年轻学生则相反。因此,皮质醇水平可能是最佳微生物-肠-脑轴活动的重要决定因素。
然而,少数关于迷走神经介导的HRV、皮质醇水平、心理特征和微生物群谱型之间关联的人类研究存在一些局限性。例如,有些研究仅关注某一性别(如女性)、特定年龄组(如儿童)或临床队列(如抑郁症患者),而另一些研究没有考虑体重指数等混杂因素。此外,据我们所知,HRV和皮质醇水平从未在一个健康个体样本中与心理特征和肠道微生物群结合分析过。因此,本研究的主要目标是确定迷走神经介导的HRV和每日唾液皮质醇测量值在一组健康个体中与心理特征和特定肠道微生物群特征之间的关联程度。
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