肠道究竟如何与大脑对话?
肠道与大脑通过一个名为“微生物群-肠-脑轴”的双向通信系统相连。这并非空泛的概念,而是一条实实在在的生理与化学通路。肠道细菌能够生成或影响许多大脑运作所需的化学物质,包括血清素、多巴胺和GABA(γ-氨基丁酸)等神经递质。例如,2022年一项针对109名双相抑郁患者的研究发现,其肠道微生物与GABA、短链脂肪酸等脑活性代谢物的水平变化有关,而这些代谢物的变化又与MRI扫描中观察到的大脑连接性改变相关联[7]。这意味着,你肠道中的细菌确实在制造能够影响情绪和思维的化合物。
肠道还通过免疫系统和迷走神经与大脑对话,迷走神经是一条从肠道延伸至大脑的主要神经。2024年一项针对45项青少年抑郁症研究的综述发现,肠道微生物群失衡(菌群失调)与快感缺失(失去愉悦感)和社交退缩等核心症状相关,这很可能正是通过上述免疫和神经通路实现的[4]。因此,当你的肠道菌群失衡时,它们会向大脑发送“压力信号”,从而影响你的感受和行为。
改变肠道细菌真的能改变你的行为吗?
是的,证据来自动物实验和人类研究。2016年一项研究发现,喂食富含抗性淀粉(一种纤维)的小鼠肠道微生物群发生改变,并表现出明显的焦虑样行为——它们在迷宫开放臂中停留时间更短(焦虑的衡量指标),在旷场实验中探索活动也减少[5]。这表明饮食引起的肠道菌群变化能直接影响行为。同样,2022年一项针对斑马鱼的研究发现,接触抗生素恩诺沙星会破坏其肠道菌群,导致它们进入水箱应激区域的时间延长,这是焦虑的表现[1]。
在人类身上,这种关联更为复杂但仍清晰可见。2021年一项针对38名精神分裂症患者的研究发现,他们体内瘤胃球菌属和罗氏菌属等有益菌的水平较低,而这些差异与特定脑区灰质体积减少有关[2]。另一项涉及1430名老年人的大规模研究则表明,体内臭杆菌属水平较高的人认知功能更佳,且海马体(对记忆至关重要的脑区)体积更大[3]。这些研究虽未证明改变肠道菌群会直接导致大脑变化,但揭示了强烈且一致的关联性。
“肠脑轴对每个人的影响都一样吗?”
不,其影响因年龄、健康状况甚至性格而异。例如,肠脑连接在早期大脑发育阶段似乎尤为重要。2025年一篇关于儿童大脑发育的综述指出,产前及产后早期肠道菌群紊乱与自闭症谱系障碍(ASD)及注意缺陷多动障碍(ADHD)等神经发育疾病相关[6]。而在老年人中,这种连接可能影响认知衰退——同一项研究发现,与记忆力改善相关的Odoribacter菌属,同时也显示认知障碍患者的肠道微生物组随时间推移具有更大的不稳定性[3]。
甚至连你的性格都能塑造肠道菌群。2024年一项针对大鼠的研究发现,更具攻击性的大鼠与攻击性较弱的大鼠相比,其肠道菌群存在差异(毛螺菌科数量更多),且这些差异是在经历社交挑战后出现的[8]。这表明两者之间存在双向作用:你的行为可以改变肠道菌群,而肠道菌群反过来又会影响未来的行为。因此,肠脑轴并非一套放之四海而皆准的系统——它是一个与年龄、健康状况和经历相互作用的动态循环。
本文引用的文献
恩诺沙星暴露通过影响微生物-肠-脑轴,诱导斑马鱼产生类似焦虑的行为反应。
暴露于抗生素恩诺沙星的斑马鱼表现出类似焦虑的行为(进入应激区域所需时间更长),同时伴随肠道细菌以及血清素、皮质醇等脑部化学物质的变化[1]。
肠道微生物组与精神分裂症患者的大脑结构和功能相关。
精神分裂症患者体内有益肠道菌群(如瘤胃球菌属、罗斯氏菌属)的水平较低,而韦荣球菌属的水平较高,这与大脑区域灰质体积减少相关[2]。
肠道微生物组、认知功能与大脑结构:一项多组学整合分析
在1430名老年人中,较高的Odoribacter菌水平与更好的认知功能及更大的海马体积相关,而乙酸可能是其中的潜在中介因子[3]。
青少年抑郁症中的肠脑轴:心理影响与行为干预的系统综述
一项涵盖45项研究的系统综述发现,抑郁青少年肠道微生物多样性降低,而针对微生物组的干预措施有望成为行为疗法的辅助手段[6]。
抗性淀粉改变微生物群-肠-脑轴:对饮食调节行为的启示。
与对照组相比,喂食抗性淀粉的小鼠形成了独特的肠道微生物组,并表现出更明显的焦虑样行为(在迷宫开放臂中停留时间更短)[7]。
营养与肠道微生物组在儿童大脑发育及行为中的作用
一篇关于儿童大脑发育的综述指出,生命早期的营养与肠道微生物群相互作用,共同影响大脑发育和行为,并与自闭症谱系障碍(ASD)、注意缺陷多动障碍(ADHD)及焦虑症存在关联[8]。
多组学分析显示,双相抑郁患者血清代谢组、肠道微生物组及脑功能存在异常,揭示了微生物群-肠-脑轴的失调。
在109名未接受药物治疗的双相抑郁患者中,肠道微生物与神经活性代谢物(GABA、短链脂肪酸)水平的变化以及大脑功能连接的改变存在关联[9]。
攻击行为塑造肠道微生物组;一项以大鼠为对象的研究
攻击性较强的大鼠体内毛螺菌科(Lachnospiraceae)细菌和甜菜碱相关酶的水平更高,而攻击性较弱的大鼠则含有更多的双歧杆菌(Bifidobacterium)和狭义梭菌属1(Clostridium sensu stricto 1)[11]。
