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肠道菌群检测报告解读——肠道菌群代谢产物包括激素,神经递质等

谷禾健康

肠道微生物群在食物消化、免疫激活和肠道内分泌信号通路的调节中扮演关键角色。同时,它们通过产生特定的代谢化合物与中枢神经系统(CNS)身体其他部位进行密切交流。

这些代谢物包括次级胆汁酸、短链脂肪酸(SCFAs)、谷氨酸(Glu)、γ-氨基丁酸(GABA)、多巴胺(DA)、肾上腺素、吲哚、血清素(5-HT)和组胺等神经递质以及其他重要信号分子。

这些神经递质和主要菌群代谢物对肠道微生物及人体健康有着深远的影响。肠道细菌主要利用GABA、多巴胺、谷氨酸、血清素和组胺等神经递质,以及短链脂肪酸、色氨酸和次级胆汁酸等菌群代谢产物,与中枢神经系统进行双向通讯。这些信号分子通过传入迷走神经纤维传输到大脑,大脑则通过传出的迷走神经纤维将信号发送回肠壁中的肠神经细胞和粘膜免疫系统。下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴)也参与了这一复杂的信号调控网络。

这些神经递质和菌群代谢物的协调作用,对维持肠道生态平衡和免疫稳态至关重要。一旦出现失衡,就可能导致主要胃肠道疾病,甚至影响神经系统功能,引发神经退行性疾病。

相应的,通过对肠道菌群的分析和前期构建的研发数据队列,我们可以评估出血清中神经递质和菌群代谢产物的水平情况。因为肠道这些指标可以反映肠道微生物在神经递质代谢和信号传递中的作用,从而为评估个体的神经功能和代谢状态提供重要线索。

谷禾健康肠道菌群检测报告新增了这方面的相关指标,本文总结和解读这些神经递质及肠道菌群代谢物,并总结了含量过高和过低对人体健康的影响和一些饮食生活和药物干预措施。

编辑​

01
肠道微生物与人体健康的多维关联


肠道菌群代谢与人体健康紧密相关

细菌具有许多不同的代谢方式。一些细菌只需要二氧化碳作为它们的碳源,被称作自养生物。另外一些细菌依靠有机物形式的碳作为碳源,称为异养生物。而人体的肠道微生物群主要就是异养生物,他们通过消化膳食成分和其他人体内的物质来获取营养,从而维持它们的生存和繁殖。这些微生物对于人体健康至关重要。

肠道菌群是宿主消化的关键组成部分,分解复杂的碳水化合物,蛋白质,并且在较小程度上分解到达下胃肠道的脂肪。该过程产生大量微生物代谢物,其可以局部和全身起作用(在被吸收到血流中之后)。这些途径都可以产生潜在有益潜在毒性的代谢物

// 肠道菌群将膳食成分转化为各种代谢物

例如细菌可以将多糖、蛋白质、脂肪等大分子营养物质分解为单糖小肽氨基酸等,进而产生短链脂肪酸次级胆汁酸吲哚苯酚硫化氢谷氨酸、组胺等物质。

细菌除了在分解和合成代谢中能产生多种代谢产物,还被证明可以产生或消耗多种神经递质,包括多巴胺、去甲肾上腺素、血清素γ-氨基丁酸 (GABA)等。多项的研究证据表明,细菌对这些神经递质的操纵会对宿主的生理及健康产生影响。

注:初步的人体研究还表明,基于微生物群的干预也可以改变神经递质水平


胃肠道与神经系统的联系

那么胃肠道与大脑、神经系统甚至全身其他器官是如何相互联系的呢?肠脑轴(Gut-Brain Axis)被称为肠-脑轴或肠道-大脑轴,指的是肠道和大脑之间存在着复杂的相互关系和通讯机制

// 大部分信号通过双向迷走神经传递

大多数进出肠道的信号都通过双向迷走神经传输,该双向迷走神经在延髓处离开大脑,并在颈静脉孔处离开头骨。颈部迷走神经与控制吞咽和言语的咽喉肌肉通信,胸部迷走神经可降低心率。迷走神经通向胃肠道的分支放松和收缩平滑肌控制腺体组织的分泌。迷走神经的的腹腔分支与十二指肠相连,其余部分与结肠的远端相连。

髓质迷走神经的节前神经元与固有层和外肌层的肌肉层和粘膜层通信。神经节中的感觉细胞向孤束核(NTS)发送信号,从孤束核向蓝斑(LC)、杏仁核丘脑延髓头端腹外侧发送信息。

胃肠道通过迷走神经与中枢神经系统连接

Dicks LMT.Microorganisms.2022

传入神经也与食道、肝脏和胰腺中的受体相连。尽管迷走神经与肠壁的所有层接触,但神经不穿过肠壁,因此不与肠道微生物群直接接触。信号一般通过肠壁粘膜下层和肌间神经丛的肠神经系统(ENS)中的1亿至5亿个神经元到达肠道微生物群

Dicks LMT.Microorganisms.2022

// 肠神经系统功能下降会导致便秘、排便障碍

尽管与迷走神经相关,但小肠和大肠中的部分功能独立于迷走神经。这可能是由于独立的感觉和运动神经元,能够调节肌肉活动、肠壁运动、液体分泌、粘膜层血流粘膜屏障功能

与肠神经系统相关的功能下降通常表现为便秘、失禁排便障碍。这通常发生在老年人身上,被称为先天性巨结肠或肠假性梗阻。最近的研究表明,肠神经系统是动态的,并且不断变化,由细胞凋亡神经发生过程维持。


胃肠道通过激素、神经递质影响大脑感受

与胃肠道相连的神经元有许多受体,它们与肠内分泌细胞(EECs)释放的激素或其他激素相互作用,在维持肠道稳态方面发挥着重要作用。

到目前为止,已经对十多种不同类型的EEC进行了表征。它们作为感觉细胞,协调血清素(5-HT)、神经肽Y(NPY)、血管活性肠肽(VIP)、胆囊收缩素(CCK)、γ-氨基丁酸(GABA)、生长抑素胰高血糖素样肽(GLP)-1/2、胃饥饿素等的分泌变化。这些感觉细胞上的受体通常由肠道神经元表达,也由迷走传入神经、脑干和下丘脑表达。

// 胆囊收缩素、胰高糖素样肽-1等带来饱腹感

胆囊收缩素胰高血糖素样肽-1(GLP-1)和肽YY(PYY)水平在餐后长达6小时内保持较高水平富含蛋白质的饮食会刺激CCK的产生。CCK与胰腺中的特定受体(CCK-A受体)、大脑中的受体(CCK-B受体)以及中枢神经系统中的其他受体结合,这会带来饱腹感

同时,胰腺释放脂肪分解酶、蛋白分解酶和碳代谢酶。当CCK与胰腺中的钙调神经磷酸酶相互作用时,转录因子NFAT 1-3被激活,刺激胰腺细胞肥大和增殖

注:高CCK水平会增加焦虑,而生长抑素胰腺肽防止CCK的过度释放

// 胃饥饿素、生长激素释放肽促进食欲

胃饥饿素(ghrelin)在禁食期间由胃释放,进入循环系统并穿过血脑屏障。胃饥饿素通过与位于迷走神经节上的Ghrelin受体(GHSR)的相互作用刺激食欲。

较高的ghrelin水平升高的多巴胺(DA)水平相关,而多巴胺水平反过来又向中枢神经系统发送饱腹感信号

一旦进入大脑,生长激素释放肽就会激活弓状核神经元上的受体,导致神经肽Y(NPY)和刺鼠关联蛋白(AgRP)的产生增加

大脑和脊髓中高水平的NPY与其他神经递质(如GABA谷氨酸)一起分泌。NPY刺激食欲,以脂肪的形式调节能量的储存,但也能减轻焦虑、压力疼痛。NPY还调节睡眠模式并保持低血压

富含低聚果糖菊粉的饮食会抑制生长素释放肽的产生,并增加肠上皮内分泌L细胞GLP-1的产生。


肠道微生物与激素之间存在紧密联系

// 胃饥饿素的产生受到一些肠道菌群的影响

一项研究总结了肠道微生物群激素释放的影响。胃饥饿素的产生受到拟杆菌某些物种(Bacteroides)、Coriobacteriaceae韦荣氏菌属(Veillonella)、普雷沃氏菌(Prevotella)、双歧杆菌某些种类(Bifidobacterium)、乳酸杆菌某些品种、粪球菌属(Coprococcus)和瘤胃球菌(Ruminococcus)的刺激,但受到双歧杆菌、链球菌乳酸杆菌、粪杆菌、拟杆菌、埃希氏菌志贺菌(Shigella)和链球菌(Streptococcus)的抑制

这清楚地表明,激素水平的调节是物种特异性的,需要更多的研究来确定所涉及的特定因素。

// 拟杆菌等细菌还影响其他激素的作用

拟杆菌产生与胰岛素神经肽Y黑色细胞刺激素(α-MSH)同源的分子。这些分子诱导与循环系统中的免疫球蛋白发生交叉反应,直接对抗生长素释放肽胰岛素、肽YY和神经肽Y。

Rikenellaceae和梭菌科(Clostridiaceae)的一些菌株产生酪蛋白分解酶B(ClpB),可模拟α-MSH水平增加时产生的饱腹感。与ClpB相互作用产生的免疫球蛋白可对抗α-MSH并减少其厌食作用,导致饱腹感降低

肠嗜铬细胞(EC)控制反射和胃酸分泌,但也产生血清素(5-HT)。D、G、I、K和L型细胞控制酶分泌,单核细胞启动肌电迁移,N细胞调节收缩,S细胞(位于小肠)调节酸度水平,A细胞分泌胃促生长素和内脂素-1,P细胞分泌瘦素

02
重要的神经递质

胃肠道除了通过各种激素使大脑形成不同的感觉和反应外,神经递质也对胃肠道健康及其中的生物群产生重要影响。谷禾最新的报告中已将神经递质作为健康的重要指标,让我们一起来了解一些重要神经递质对健康的影响。

神经递质一般可分为氨基酸(例如,谷氨酸、天冬氨酸、D-丝氨酸、GABA和甘氨酸)、单胺(多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、组胺和血清素)、微量胺(例如,苯乙胺、酪胺、章鱼胺、色胺)、(催产素、生长抑素、P物质、可卡因和阿片肽)、气体递质(一氧化氮、一氧化碳和硫化氢)、嘌呤(三磷酸腺苷和腺苷)等。

其中,血清素(5-HT)、γ-氨基丁酸(GABA)、谷氨酸、多巴胺、组胺和一氧化氮被认为是关键的神经递质,将进行更深入的讨论。


血清素

血清素又名5-羟色胺(5-HT),主要存在于中枢神经系统肠道,是一种抑制性神经递质。在中枢神经系统中,血清素充当神经递质,参与调节情绪、睡眠和食欲。它有助于幸福感,有助于调节对压力和焦虑的反应。此外,血清素负责介导多种非神经元过程和功能,例如膀胱调节、止血、呼吸驱动、免疫反应、血管张力肠道炎症

血清素作为神经递质发挥着关键作用,但是大脑仅含有大约5%的血清素,而胃肠道系统中的肠嗜铬细胞(ECC)负责产生约90%的人体总血清素。血清素主要由色氨酸合成,而色氨酸则是一种必需氨基酸,必须通过饮食摄入。肠道血清素水平受色氨酸羟化酶TPH1和TPH2调节。

▸ 血清素的合成受到肠道微生物群的调节

肠道微生物群可以影响血清素的产生。研究表明,肠道菌群可以影响血清素的前体物质如色氨酸的代谢,促进血清素的产生。肠嗜铬细胞受到肠道微生物群(特别是短链脂肪酸)的刺激,产生血清素。短链脂肪酸会增加肠嗜铬细胞中的TPH1表达和血清素合成,从而导致循环血清素浓度升高

一项研究表明乙酸钠(10-50 mM)显著增加人体中TPH1 mRNA 的表达。然而,较高水平的丁酸盐(8.0和16.0mM)分别抑制TPH1表达13.5和15.7倍。

另一项单独的研究表明,无菌小鼠的神经元功能障碍可以通过肠道微生物群的重新定植来逆转。多项研究证实了这一点,并提供了明确的证据表明5-HT的合成受到肠道微生物群的调节

过高或过低的血清素含量都不利于人体健康

▸ 血清素含量过高的危害

血压异常、心血管问题:5-羟色胺是一种强血管收缩剂平滑肌收缩刺激剂。高血清素水平可能导致血管过度收缩,增加血压心血管疾病风险

神经功能异常:5-羟色胺过高时,由于其抑制植物神经功能,使得交感神经过于兴奋,此时可导致植物神经功能发生紊乱。引起神经功能异常的表现,比如手抖、乏力、出汗、头晕、失眠、胸闷、心悸等。

与炎症性肠病有关:在对患有结肠炎的小鼠进行的研究中,观察到5-HT产量增加。随着5-HT水平的增加,固有层树突状细胞(DC)上7型血清素(5-HT7)受体的表达被激活,并触发促炎免疫反应。而抑制5-HT7受体可减轻肠道炎症

注:5-HT4受体的激活在成人神经系统的成熟中起着重要作用,因为它调节神经元的形成并保护细胞。

▸ 血清素含量过低的危害

情绪低落、抑郁:5-羟色胺在大脑皮层及神经突触中的含量较高,是一种能产生愉悦情绪的信使。如果该物质的含量偏低,容易影响大脑活动,可能对患者的情绪造成影响,使患者处于较为低落的状态中,常伴有悲观、失落、忧愁等负面情绪。可能导致抑郁、焦虑情绪波动等心理健康问题。

睡眠障碍:5-羟色胺是一种抑制性神经递质,如果其含量比较低,可能导致中枢神经系统持续处于较为兴奋的状态中,可能导致患者出现睡眠障碍的情况,常有入睡困难、早醒、多梦等表现。

记忆力衰退:在一定程度上,5-羟色胺通常能保护神经元,使其免受兴奋性神经毒素的影响。如果5-羟色胺的含量比较低,可能导致神经元受损,进而影响患者的记忆力

消化问题:血清素在肠道中也扮演重要角色,过低的血清素含量可能导致消化问题,如胃肠道不适、食欲不振胃肠道功能紊乱

最近的一份报告表明一些神经递质可能作为肠道细菌的生长底物高水平的血清素(5-HT)可能会降低肠壁通透性,而低水平的5-HT降低人紧密连接蛋白(Occludin)的表达并削弱肠壁,导致通透性增加肠漏的形成。

▸ 提高血清素水平的方法

一些精神疾病,例如抑郁症与大脑中异常的血清素水平有关。那么血清素过低时可以通过哪些方法来提高呢?

饮食调理:要想补充血清素,要多吃一些富含蛋白质的食物,如鸡蛋、坚果、瘦肉、鱼、虾等,其色氨酸含量较高,进入体内能够促进血清素的合成,升高血清素。

药物补充:血清素低一般可以在医生指导下通过口服药物辅助补充,如选择性血清素再摄取抑制剂(SSRI)、血清素-去甲肾上腺素再摄取抑制剂三环类抗抑郁药等,可以抑制血清素再摄取,减缓血清素的分解,从而增加血清素的含量。

多晒太阳:阳光照射与血清素水平升高有关,色氨酸的光捕获对于血清素的合成有重要影响。吸收蓝光波会激发色氨酸的吲哚结构,使其失去吲哚环结构中的一个电子,从而被氧化。阳光对人类的血清素水平以及情绪、睡眠和自杀意念都有影响。

锻炼:锻炼对生理和心理健康有多种显著益处,包括提高血清素水平和对整体情绪产生积极影响。例如,一些人类研究报告称,从事有氧运动会导致大脑血清素水平增加,并且如果保持良好的运动习惯,这种增加可能会持久

积极情绪诱导:正如低血清素水平可能会对我们的情绪产生负面影响一样,消极情绪也会导致血清素水平下降。一些证据表明,使用认知和行为策略积极诱导积极情绪可能有助于维持健康的血清素水平。血清素水平和情绪之间的这种“双向影响”可能会影响一系列身心健康问题

使用补充剂:在体内,血清素是由5-HTP制成的,而5-HTP是由L-色氨酸制成的。因此,从理论上讲,增加这些“组成部分”(代谢前体)中的任何一个的水平都可以导致血清素总体水平的增加

维生素D有助于身体(包括大脑)制造、释放和使用血清素。维生素D会激活一种酶,将色氨酸转化为血清素。如果维生素D水平较低,我们的大脑就会产生较少的血清素。因此,增加维生素D的摄入量可能会增加血清素水平,从而有可能支持心理健康。

▸ 血清素过高一般补充药物或补剂需注意

当人的系统中血清素过多时,就会出现血清素综合症。血清素综合征是由于药物、补充剂或草药的组合导致血清素升高至不安全水平而引起的。

最常与血清素综合征相关的抗抑郁药和抗焦虑药包括:

  • 西酞普兰(Celexa)
  • 艾司西酞普兰(Lexapro)
  • 氟西汀(百忧解)
  • 帕罗西汀(Paxil、Pexeva)
  • 舍曲林(左洛复)
  • 维拉佐酮(Viibryd)
  • 氟伏沙明(Luvox)
  • 文拉法辛(Effexor)
  • 氯米帕明(Anafranil)
  • 丙咪嗪(托法尼)
  • 沃替西汀(Trintellix,Brintellix)
  • 曲扎酮

偏头痛药物(曲普坦类药物):曲坦类药物通常是医生为中度至重度偏头痛患者开出的第一种药物。曲普坦类药物还会激活大脑中的血清素受体,并存在发生血清素综合征的风险,特别是与阿片类药物或抗抑郁药联合使用时。

他们包括:

  • 阿莫曲坦(Axert)
  • 那拉曲坦(Amerge)
  • 利扎曲普坦(Maxalt)
  • 舒马曲坦(Imitrex)
  • 佐米曲普坦(佐米格)

除此之外单胺氧化酶抑制剂阿片类药物丁螺环酮 (Buspar)、恶心药物、右美沙芬、迷幻剂,可卡因,以及一些草药和补品如圣约翰草、人参、姜黄、藏红花在使用时也需特别注意,可能会引起血清素综合症


γ-氨基丁酸(GABA)

γ-氨基丁酸(GABA)是一种非蛋白氨基酸,于1950年首次在大脑中被发现,主要在中枢神经系统中发挥作用,是哺乳动物大脑中最主要的抑制性神经递。GABA的作用是减缓神经系统的活动,帮助维持神经系统的平衡,防止过度兴奋导致的不良反应。

研究发现 , GABA具有激活脑内葡萄糖代谢、促进乙酰胆碱合成、降血氨、抗惊厥、降血压、改善脑机能、精神安定、促进生长激素分泌等多种生理功能。多项研究还证明GABA与一些神经系统疾病

焦虑、抑郁、癫痫自闭症谱系障碍(ASD)和注意力缺陷多动障碍存在关联。

▸ 人体肠道内的一些菌群也可以产生GABA

GABA可由多种生物体合成,包括人类植物细菌。在合成过程中,GABA由谷氨酸通过谷氨酸脱羧酶(GAD)产生。在人类微生物群中,几种胃肠道细菌含有编码GAD的基因,该基因负责GABA的产生

双歧杆菌、乳酸杆菌和拟杆菌是最著名的GABA产生菌,尤其是脆弱拟杆菌(b.fragilis)。人们还描述了一种新的“吃GABA”物种,瘤胃球菌科中的Evtepia gabavorousE.gabavorous对GABA的依赖性很明显,因为菌株只有在产生GABA的情况下才能生长

▸ 一些微生物可以改变GABA受体的功能

已经描述了三类γ-氨基丁酸受体(GABAR),即GABAR A、GABAR B和GABAR C。GABAR B将从激素、神经递质和信息素接收到的信号转移到信号转移途径

已知少数微生物可以改变GABAR的功能。鼠李糖乳杆菌JB-1改变大脑中GABAR的表达,从而减少焦虑和抑郁。因此,很可能某些乳酸杆菌焦虑和抑郁的调节中起着关键作用。乳酸杆菌治疗可提高海马和前额叶皮层的GABA水平。结肠中微生物群产生的乙酸盐通过血脑屏障转移到下丘脑,并进入GABA神经胶质细胞循环途径

▸ GABA含量过高的危害

神经系统抑制过度:GABA作为一种抑制性神经递质,过高的GABA水平可能导致神经系统抑制过度,影响神经传导和神经元活动,引发头晕、嗜睡和思维迟钝等症状。

肌无力、运动障碍:GABA可以影响肌肉的收缩和松弛,过高的GABA含量可能导致肌肉过度松弛,引起肌无力和运动障碍

心律失常、血压下降:GABA的过高水平可能导致心血管系统的抑制,影响心脏的收缩力和心率,引起心律失常血压下降

情绪低落:神经系统受到GABA调节,过高的GABA含量可能导致情绪低落注意力不集中记忆力减退等情绪和认知问题。

呼吸困难:GABA过高可能影响呼吸中枢的功能,导致呼吸抑制,引起呼吸困难缺氧症状

▸GABA含量过低的危害

神经系统问题:GABA是一种重要的神经递质,含量过低可能导致神经传导异常,引发焦虑、抑郁神经紊乱等问题。

睡眠障碍:GABA参与调节睡眠过程,GABA含量过低大脑容易兴奋,从而可能导致失眠睡眠质量下降睡眠障碍

情绪不稳定:GABA也是一种帮助平静和放松的神经递质,是身体自产的一种有效的抗应激化学物质。GABA不足可能影响情绪调节功能,导致情绪波动大易怒和情绪不稳定

肌肉紧张:GABA参与肌肉松弛,含量过低可能导致肌肉紧张痉挛纤维肌痛

▸ 调整GABA水平的方法

饮食:有些食物成分可以增加GABA水平,比如:燕麦、茶叶、核桃、香蕉、杏仁、菠菜和鱼类。还有矿物质镁,和维生素B6也可能增加GABA水平。

运动:瑜伽可以提高GABA水平,还有其他一些运动方式,也可以适当提高GABA水平。冥想的人会增加 GABA 水平,并降低皮质醇和去甲肾上腺素水平。

药物:调整体内GABA水平的药物和途径包括苯二氮䓬类药物(如苯巴比妥)和催眠药物(如扎来普隐)。此外,通过调整神经元GABA受体的活性和GABA转运体的功能也可以影响GABA水平。

草药类:

卡瓦对 GABA 的影响很复杂,因为该植物含有 6 种精神活性化合物。卡瓦主要的精神活性化合物之一是卡瓦因,在人类研究中,卡瓦改善了焦虑、失眠、抑郁、睡眠质量、认知、紧张和不安的症状

注:卡瓦与许多细胞色素酶有复杂的相互作用,这可能会影响肝脏。

厚朴在中药中被广泛应用,具有多种功效,可在动物和试管研究中,厚朴显示出抗氧化性能。还可保护大脑、心脏、肝脏,并具有抗癌和抗炎特性。

缬草中的活性成分主要存在于其根中,戊酸似乎是最有效的活性成分,戊酸通过多个 GABAA 受体亚基正向调节 GABA ,可以促进放松、减轻压力和改善睡眠

黄芩,含有生物活性黄酮类化合物,可作为有效的抗氧化剂,不仅具有抗焦虑抗惊厥作用,还可以改善认知、神经元再生

柠檬香蜂草,具有复杂的药理学特征,含有许多精神活性有机化学物质,从多酚到萜烯。其中迷迭香酸是其最有效的精神活性化合物。迷迭香酸通过间接抑制将 GABA 转化为 L-谷氨酸的酶来增加 GABA 水平。

黑籽油,其提取物可改善炎症、血压和焦虑。

南非醉茄提取物与其他 GABA 正变构调节剂结合显示出协同效应,并且当 GABA 含量较低时似乎会增加 GABA 活性

薰衣草,安全可靠地改善了焦虑和睡眠质量。

茶氨酸,可以减少心理和生理压力反应,同时改善情绪和放松,可以轻微增加大脑中的单胺水平,例如血清素、多巴胺、甘氨酸、GABA(增加约 20%)。

芹菜素,存在于许多传统使用的草药中,包括洋甘菊、小白菊、芹菜、金光菊、西番莲等。芹菜素通过其对苯二氮卓受体的活性增强 GABA 传输。它具有抗癌抗氧化特性,甚至可以减少 tau 蛋白和β淀粉样蛋白的沉积和积累,这可能会降低患阿尔茨海默病和神经炎症的风险。它还会抑制谷氨酸家族的 NMDA 受体。

绿茶,EGCG(表没食子儿茶素没食子酸酯)是一种绿茶化合物,通过正向调节苯二氮卓受体来增加 GABA活性

牛磺酸,一种与心脏和大脑健康有关的氨基酸,存在于许多饮食来源中,可以与 GABAA 和 GABAB 受体结合,每天摄入量少于 3 克其补充剂,不会产生副作用。

GABA 拮抗剂或“负调节剂”可阻断 GABA 的作用。

以下是可能阻断 GABA 的物质列表:

  • 孕烯醇酮
  • DHEA和 DHEA-S
  • 银杏/白果内酯和银杏内酯
  • 艾草/侧柏酮也存在于鼠尾草中
  • Muira Puama
  • 可可碱和茶碱
  • 阿片类药物


谷氨酸

谷氨酸(Glu)是大脑中最丰富的游离氨基酸,也是大脑主要的兴奋性神经递质。在记忆存储中发挥着关键作用,它还可以帮助我们说话、处理信息、思考、运动、学习新事物和集中注意力学习等。

注:谷氨酸也是γ-氨基丁酸(GABA)的前体,这二者之间的平衡对于我们大脑健康非常重要。

谷氨酸被归类为非必需氨基酸,这意味着它可以在体内以足够的数量合成。对各种动物肠道进行仔细平衡研究的结果,结果表明膳食谷氨酸几乎在肠道内定量代谢,主要是通过肠细胞

谷氨酸可以以两种不同的方式合成:首先,它可以通过谷氨酸脱氢酶或多种转氨酶从α-酮戊二酸合成。其次,谷氨酸可以由其他氨基酸合成;氨基酸的“谷氨酸家族”包括谷氨酰胺、精氨酸、脯氨酸和组氨酸。

▸ 谷氨酸的作用

化学信使:谷氨酸将信息从一个神经细胞传递到另一个神经细胞。作为主要的兴奋性神经递质,它向大脑和全身发送信号。它有助于认知功能、记忆、学习和其他大脑功能 。


脑细胞的能量来源:当细胞的主要能量来源葡萄糖储备低时,可以使用谷氨酸。

学习和记忆的调节:谷氨酸有助于随着时间的推移增强或减弱神经元之间的信号,以塑造学习和记忆。


疼痛传递器:较高水平的谷氨酸与增加的疼痛感有关。

影响免疫:谷氨酸受体存在于免疫细胞(T细胞、B细胞、巨噬细胞和树突状细胞)上,这表明谷氨酸在先天免疫系统和适应性免疫系统中均发挥作用。

保护肠道:谷氨酸是肠细胞的主要营养素之一。谷氨酸还可以通过帮助产生抗氧化剂谷胱甘肽来保护肠壁。一项动物研究发现,补充 L-谷氨酸有助于改善仔猪的肠道完整性,这有利于营养物质的消化和吸收。

注:谷氨酸还可以预防由于幽门螺杆菌和长期使用阿司匹林等非甾体抗炎药引起的胃肠道损伤。

睡眠和清醒的介质:大鼠模型研究表明,当我们清醒或快速眼动(REM)睡眠期间,谷氨酸水平最高。丘脑是个例外,在非快速眼动睡眠期间谷氨酸水平最高

在过去的30年中,越来越多的研究进展还揭示了谷氨酸及其受体在神经退行性疾病疾病(阿尔茨海默氏症、肌萎缩侧索硬化症、多发性硬化症、癫痫、帕金森等)以及肠道疾病克罗恩病溃疡性结肠炎的病因中起核心作用。

▸ 谷氨酸含量过高的危害

谷氨酸是大脑中必不可少的(也是主要的兴奋性)神经递质。然而,谷氨酸在某些情况下会变得有害——这一过程称为谷氨酸兴奋性毒性 (GE)

由于谷氨酸是神经元的兴奋剂,过多会导致神经元过度激活并死亡,从而破坏神经元

神经系统疾病:谷氨酸作为兴奋性毒素的作用,与多种神经退行性疾病有关,例如多发性硬化症 阿尔茨海默病肌萎缩性侧索硬化症。谷氨酸失调也被认为是纤维肌痛慢性疲劳综合征的原因之一。

心理健康障碍:谷氨酸过多(或过少)也与抑郁症精神分裂症等心理健康障碍有关。大量研究发现,在患有重度抑郁症的人中经常发现高水平的谷氨酸过度活跃的谷氨酸受体

偏头痛:高浓度的谷氨酸盐和偏头痛之间也有密切的联系。一项研究发现,偏头痛患者的血浆谷氨酸水平显著升高。另一项研究得出结论,GABA能药物(那些改变 GABA 作用的药物)可能有助于治疗偏头痛

糖尿病:有一些证据表明,随着时间的推移,高水平的谷氨酸会导致1型和2型糖尿病的发生。一项研究发现,谷氨酸水平对两种类型的糖尿病中β细胞的损失都有直接和间接的影响。

▸ 谷氨酸含量过低的危害

注意力不集中:如果谷氨酸太少,我们无法对进入大脑的刺激做出快速反应,无法很好地记住事物难以集中注意力,学习会更加困难。

情绪障碍:谷氨酸是大脑里需求量比较大的一种氨基酸,主要是参与脑内蛋白质或者是脂肪酸等的合成和代谢,过低可能影响人的精神状态,也可能诱发神经衰弱。研究人员发现,阻止大鼠吸收谷氨酸会导致类似抑郁的效果,这可能反映了快感缺失

▸ 降低谷氨酸水平的方法

在饮食中降低:最好限制或避免使用富含谷氨酸的食物包括:酱油、硬奶酪、腌肉、谷物(尤其是含有麸质的)、骨汤快餐、方便面、沙拉酱等。

PPAR -γ激活剂:PPAR -γ激活剂可能是对抗GE(谷氨酸兴奋性毒性)的最佳方法之一。许多食物和草药具有降低谷氨酸兴奋性毒性的能力。例如:黄芪、绿茶、紫锥菊、棕榈油、大豆、厚朴、奶蓟草、甘草、牛至、百里香油、高丽参、姜黄素、黑籽油、槲皮素 。

补充维生素:维生素B6有助于减少谷氨酸过量,因为参与将谷氨酸转化为GABA。维生素B6缺乏可能是谷氨酸过量积累并且不能正确转化为 GABA 的一个原因。辅酶Q10-也可以改善谷氨酸兴奋性毒性、线粒体功能和氧化应激 

▸ 提高谷氨酸水平的方法

运动:锻炼的参与者的谷氨酸或GABA水平增加。即使在停止运动后效果仍然存在,这表明谷氨酸水平会随着运动而发生更持久的变化

饮食:天然高谷氨酸食物包括:发酵、陈化、腌制、压力烹制的食品。其中包括:陈年奶酪、慢煮肉类和家禽、蛋、酱油、大豆蛋白、鱼露,某些蔬菜,如蘑菇、成熟的西红柿、西兰花和豌豆、核桃、大麦麦芽

补充剂:身体将谷氨酰胺转化为谷氨酸。谷氨酰胺可以作为补充剂使用,也可以在肉类、鱼类、鸡蛋、奶制品、小麦和一些蔬菜中找到。

扩展阅读:

兴奋神经递质——谷氨酸与大脑健康


多巴胺

作为耳熟能详的一种神经递质,你真的了解多巴胺的全部作用以及利与弊吗?下面由谷禾带你一起了解下。

多巴胺(DA)主要在黑质、腹侧被盖区和下丘脑中产生,并释放到大脑的伏隔核和前额皮质中。它通常被称为奖励神经递质,在认知、奖励、饱腹感、运动愉悦和动机等重要功能中发挥着重要的外周和中枢作用,影响睡眠情绪、注意力、工作记忆和学习等。

▸ 肠道微生物群能够影响多巴胺的代谢

肠道微生物群肠道和中枢神经系统中多巴胺生物利用度的主要贡献者。一些肠道微生物已被证明对多巴胺能神经元发挥神经保护作用,以减少多巴胺损失。另一方面,其他微生物可以通过内毒素刺激炎症反应,进一步降低多巴胺浓度,从而产生负面影响

帕金森病肠道中的有益微生物群往往会减少,而诱发病理过程的微生物水平则会升高。

左旋多巴是多巴胺的天然前体,外周给药时可穿过血脑屏障,增加大脑中多巴胺的水平。然而,肠道微生物代谢的左旋多巴会降低其利用率,而外周产生的多巴胺会导致不良副作用

将来,肠道微生物群的筛查或肠道微生物群的绘图可能对于选择用于精神治疗的药物变得重要。随着测序克隆、基因操作、病毒(包括噬菌体)靶向、成像技术的最新进展,这将成为可能。

▸ 多巴胺的作用

调节情绪、影响认知:多巴胺参与调节情绪和情感反应,特别是与愉悦和奖赏感有关。多巴胺水平的变化可以影响人的情绪状态,使人感到快乐、满足或兴奋

多巴胺还可以影响认知功能,包括记忆、学习、决策和注意力等。它促进神经元之间的连接和信息传递,有助于提高认知能力

影响躯体运动:多巴胺是锥体系统中的重要递质,与躯体运动功能有密切关系。多巴胺在大脑基底神经元中起着关键作用,参与调节运动控制和协调。多巴胺的不足会导致运动障碍,如帕金森病

调节体内激素水平:多巴胺也参与调节内分泌系统的功能,影响激素的分泌调节身体的代谢。它与垂体前叶的调节密切相关,影响生长激素泌乳素等激素的分泌。多巴胺还通过负反馈机制调节腺垂体激素的合成和释放,维持体内激素水平的稳定

调节心血管活动:多巴胺的作用可以导致心率的增加,这是由于多巴胺通过激活β1-肾上腺素能受体增加心脏的兴奋性和传导速度,从而加快心率。然而,在高剂量下,多巴胺也可以通过抑制交感神经系统来降低心率

多巴胺还通过激活β2-肾上腺素能受体来引起血管舒张,特别是在冠状动脉和周围血管中。这种血管扩张的作用有助于降低外周阻力减少心脏的负担

影响胃肠道功能:多巴胺在胃肠道系统中也扮演着重要的角色,调节胃酸、胃蛋白酶、胰腺碱性物的分泌,影响十二指肠溃疡的病理演变。当中枢多巴胺功能缺损易出现溃疡症,如帕金森病患者常患有溃疡症。而多巴胺功能亢进的精神分裂症患者很少有溃疡症。

多巴胺还可以影响胃肠道的消化和吸收功能。它可以调节肠道的血流和肠道蠕动促进营养物质的吸收和利用。

与成瘾性相关:多巴胺与大脑中的奖赏系统密切相关。当个体接触到有奖赏性的刺激时,多巴胺会被释放,产生愉悦感和满足感。这种奖赏性体验会强化行为,促使个体不断追求这种奖赏。脑内奖赏效应可能是产生精神依赖性强迫性觅药行为的主要原因。

▸ 多巴胺含量过高的危害

多巴胺过高可能会导致一系列健康问题和危害,包括但不限于:

情绪不稳定:多巴胺有兴奋的作用,含量过高会使得患者脾气暴躁,情绪波动过大,容易生气,对外界也过于敏感。可能导致焦虑、紧张不安情绪,影响个体的心理健康。

血压、心律失常:多巴胺过多使得神经过度兴奋,出现血压增高,同时伴有头晕、头痛、阵发性颜面潮红以及恶心、呕吐等高血压的表现。还引起患者心率增快,心率增快可引起窦性心动过速,甚至引起心律失常的情况发生。

睡眠问题:多巴胺过高可能干扰睡眠,导致失眠或睡眠质量下降。使睡眠不深易醒睡眠中断等现象更为频繁,以及睡眠中的惊醒、噩梦等情况。

可能引起一些精神疾病:多巴胺过高精神疾病之间存在密切的关系,特别是在以下几种精神疾病中:精神分裂症、躁郁症、药物成瘾、帕金森病。总的来说,多巴胺过高与多种精神疾病之间存在复杂的相互作用关系,多巴胺系统的异常可能是某些精神疾病发病机制的重要因素之一。

▸ 多巴胺含量过低的危害

抑郁和情绪低落:多巴胺是调节情绪的神经递质之一,多巴胺不足会影响大脑中与情绪调节相关的区域,导致情绪不稳定抑郁情绪低落等问题。

帕金森病:缺乏多巴胺会导致帕金森病,患者可出现静止性震颤肌肉强直、运动迟缓,以及尿频、便秘、体位性低血压、不安腿综合征等症状,多巴胺严重缺乏时患者可出现全身肌肉僵硬、生活不能自理等。

精神疾病风险增加:多巴胺与精神疾病如精神分裂症等有关,多巴胺含量过低可能增加患上精神疾病的风险。

▸ 提高多巴胺水平的方法

饮食:在饮食方面有一些食物可以促进多巴胺的分泌,应该多吃富含酪氨酸的食物来促进多巴胺的分泌,建议患者多吃香蕉、橘子,以及巧克力等等这样的食物来促进多巴胺分泌

体育锻炼:想要促进多巴胺的分泌,也可以通过参加体育锻炼来达到这样的目的。因为人在体育锻炼的时候血压升高心率增快,这种情况会促进多巴胺分泌

保持心情愉悦:观看有趣的事物、听音乐会提高身体的快感和愉悦感,可以刺激多巴胺的释放

增加多巴胺的药物:增加多巴胺的药主要左旋多巴普拉克索,另外还要配合抗胆碱药物金刚烷胺等药治疗。

多晒太阳:当皮肤暴露于阳光下时,身体会产生维生素D,同时也会促进多巴胺的释放

▸ 降低多巴胺水平的方法

服用药物:多巴胺是一种神经递质,当多巴胺分泌过多时,会导致精神兴奋。患者可以在医生的指导下服用抗精神病药物进行治疗,如利培酮片奥氮平片等,可以有效改善症状。

调整饮食结构:食用含色氨酸的食物可增加多巴胺分泌,减少摄入可降低多巴胺分泌

心理调整:如果精神过于紧张或兴奋,多巴胺分泌会增多,建议及时调整心态,通过心理治疗、暗示治疗等方式来缓解情绪,从而能使多巴胺迅速下降。


组胺

组胺是人体内的一种生物胺,最为熟知的作用是作为过敏反应的介质,但也是神经系统肠道、皮肤和免疫系统中重要的信号分子

组胺还是肠道稳态的重要调节剂。通过增强分泌和蠕动,组胺促进潜在有毒物质的快速清除。这种生物胺对于肠道细菌的生存也至关重要。与健康个体相比,组胺不耐受患者的肠道菌群失衡或失调

组胺主要由肥大细胞嗜碱性粒细胞免疫细胞产生和释放。一些细胞如树突状细胞或T细胞可以表达组氨酸脱羧酶,这是一种在刺激后合成组胺的酶。

尽管如此,一些食物中的微生物群和部分人体肠道微生物群也可以分泌组胺。

产生组胺的细菌包括乳杆菌属乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)、酒类酒球菌(Oenococcus oeni)、小片球菌、嗜热链球菌摩根氏菌、肺炎克雷伯菌、肠杆菌属、弗氏柠檬酸杆菌和哈夫尼菌属(Hafnia alvei)。

▸ 组胺的作用

信号传导:在中枢神经系统中,组胺作为一种神经递质,参与睡眠调节体温调节等生理过程。组胺对感觉神经末梢有强烈的刺激作用,尤其对调节痛和痒的神经,该效应由H1受体所调节。

除此之外,有研究发现组胺还会影响伤口愈合、食欲情绪等方面。

介导过敏反应:当免疫系统对过敏原产生过度反应时,免疫细胞(如肥大细胞和嗜酸性粒细胞)会释放存储在细胞内的组胺。释放的组胺会结合到特定的受体上,引发一系列生理反应,例如瘙痒、肿胀、打喷嚏等。

扩张血管,影响血压:组胺对人心血管系统最突出的作用是扩张小血管。血管扩张使外周阻力降低,血压下降,并伴有潮红、头痛等症状。

组胺还增加毛细血管的通透性,使渗出增加,引起水肿,严重时甚至导致循环血量减少,可能引起休克。组胺对心脏的直接作用包括增强心肌收缩力、加快心率和减慢房室传导

刺激胃酸分泌:首先,组胺可以刺激胃黏膜细胞中的H2受体,当组胺与H2受体结合时,会激活细胞内的信号转导通路,导致胃壁上的壁细胞释放胃酸

其次,组胺还可以通过刺激嗜酸性细胞(胃窦细胞)来促进胃酸的分泌。嗜酸性细胞是胃黏膜中的一种细胞类型,它们包含大量的组胺。当胃黏膜受到刺激时,嗜酸性细胞会释放存储的组胺。释放的组胺通过与H2受体结合,刺激壁细胞分泌胃酸

影响排便:一项研究中,发现细菌产生的组胺与小鼠结肠运动粪便排出量增加有关,并且组胺受体拮抗剂治疗在很大程度上阻断了细菌组胺对结肠运动的影响。

收缩平滑肌:此外,组胺会诱导平滑肌细胞(包括支气管和肠道)收缩,哮喘患者对组胺比正常人敏感100~1000倍,组胺可引起支气管痉挛导致呼吸困难。组胺收缩胃肠平滑肌子宫平滑肌还会引起痉挛性腹痛。

▸ 组胺含量过高的危害

组胺中毒:在健康人体内,会因摄入组胺含量高的食物(例如鲭鱼)导致血液中组胺浓度升高而出现严重症状——组胺中毒

组胺中毒症状多种多样,可能包括口腔麻木、头痛、头晕、心悸、低血压、吞咽困难、脉搏微弱、荨麻疹、面部肿胀、潮红、呕吐、恶心和腹泻等。

组胺中毒的症状可能持续数小时或一天,但在极少数情况下,症状可能会持续数天。

过敏反应:组胺是一种重要的组织胺,过高的组胺浓度可能引发过敏反应,包括皮肤瘙痒、荨麻疹、呼吸困难等症状。

胃肠道反应:组胺过高可能引起胃肠道症状,如胃灼热、胃痛、腹泻和恶心和消化不良等问题。

肠道肥大细胞过度增生和过度活跃,使组胺浓度较高,还会导致粘膜炎症性疾病,产生腹泻和腹痛

皮肤和呼吸道症状:组胺过高可能导致皮肤血管扩张和炎症反应,引发红肿、瘙痒和刺痛等皮肤问题。

除此之外,还会引起呼吸道症状,如喉咙发痒、喉咙肿胀咳嗽和哮喘等呼吸系统问题。

▸ 降低谷氨酸水平的方法

低组胺饮食:组胺过高的基础是基于低组胺含量食物的消除饮食。一般来说,公认的饮食指南尚未制定;但是,建议避免食用富含组胺的食物如奶酪油性鱼类和贝类,以及生发酵肉制品腌菜、发酵豆制品、葡萄酒和啤酒、鸡蛋、巧克力和蘑菇

此外,应避免食用会刺激内源性组胺释放的蔬菜和水果(如菠菜、西红柿、柑橘类水果、草莓、茄子、鳄梨、木瓜、香蕉、猕猴桃、菠萝和李子)。

施用抗组胺药物:纠正组胺不耐受的药物方案基于使用组胺受体阻滞剂、肥大细胞膜稳定剂和其他具有抗组胺活性的药物。在这方面,H1R拮抗剂是最有效的,特别是依巴斯汀。每天服用20毫克该药物,持续12周,46%的患者出现临床缓解。

补充生物活性物质:维生素C被用作纠正组胺不耐受的佐剂。每日剂量300-500毫克可增强组胺降解并抑制肥大细胞脱颗粒

天然类黄酮(非瑟酮、山奈酚、槲皮素、芦丁和木犀草素)和活性生物碱小檗碱在体外抑制肥大细胞脱颗粒。这些都有助于减轻组胺不耐受

▸ 组胺含量过低的危害

虽然组胺含量过低的情况相对较少见,但也可能会对身体产生一些影响,包括:

伤口愈合缓慢:组胺在人体中起着重要的调节作用,其能够帮助调节纤维细胞生长因子的生成,该成分可以加速局部肉芽的生长,帮助促进伤口的愈合。因此组胺含量较低时,伤口愈合能力也会减弱,速度会随之减慢。

消化不良:组胺可以通过刺激胃部,进而起到促进胃酸分泌的效果。若身体中没有组胺,则会导致胃酸减少,无法有效消化分解食物,进而引起消化不良的问题。

情绪问题:组胺还可以作为神经递质帮助调节中枢神经系统,而一旦没有组胺或缺少组胺,则会影响中枢神经系统稳定性,引起睡眠异常激素水平紊乱等情况,进而导致情绪不良、抑郁和焦虑等心理问题。

血管扩张问题:组胺在血管平滑肌收缩和扩张中起到调节作用。组胺含量过低可能导致血管扩张不足,影响血液循环血压调节

免疫力下降:组胺对免疫细胞,如吞噬细胞、T细胞、B细胞等,起到增强活性的功效,因此组胺还具有增强免疫功能的作用。若人体缺少该物质,则人体免疫力会下降无法有效抵抗细菌、真菌等有害物质的侵入。

扩展阅读:

过敏反应的重要介质——组胺与免疫及肠道疾病


一氧化氮(NO)

一氧化氮(NO)是一种无色气体,是一种半衰期很短(平均5s后即失活)的神经递质。在人体内扮演着重要的生物学角色,一氧化氮具有以下作用:

▸ 一氧化氮的作用

神经信号传递:一氧化氮与传统的神经递质不同,它不是在突触前膜释放后通过突触间隙传递信号,而是可以直接穿透细胞膜,影响邻近的细胞。这种特性使得NO可以快速地在神经元之间传递信号,参与短期和长期的神经调节过程。

记忆和学习:一氧化氮在大脑的学习和记忆形成过程中发挥关键作用。研究表明,NO参与调节长时程增强(LTP)的过程,这是一种与学习和记忆形成密切相关的神经突触强化机制

血管扩张:虽然这不是直接作为神经递质的功能,但一氧化氮在调节血管舒张中的作用也影响到大脑的功能。NO可以促进血管扩张,从而增加血流量,改善大脑的血液供应。这对于维持大脑健康和功能至关重要。

神经保护作用:一氧化氮在一定条件下可以发挥神经保护作用,帮助减轻神经损伤和促进神经修复。然而,NO的过量产生也可能导致神经毒性,因此其在神经保护中的作用是把双刃剑。

疼痛调节:一氧化氮在调节疼痛感知中也起着作用。它参与了疼痛信号的传递过程,可能通过调节疼痛相关神经递质的释放来影响疼痛感知

提高运动表现:一氧化氮通过增强流向肌肉的血液、增加氧气和营养物质的输送以及减少运动过程中代谢废物的积累来提高运动表现。这可以提高耐力、力量和恢复时间

▸ 一氧化氮含量过高的危害

一氧化氮(NO)作为一种神经递质,在适量情况下对人体具有重要的调节作用。然而,一氧化氮含量过高可能会对人体产生一些不良影响

神经毒性:过高的一氧化氮含量可能对神经系统产生毒性作用损害神经元的结构和功能,导致神经元凋亡神经退行性疾病的发生。

过高的一氧化氮含量还可能干扰神经元之间的正常传导影响神经信号的传递和神经网络的功能,导致神经系统失调和功能障碍

氧化应激:过高的一氧化氮含量可能导致氧化应激反应的增加,引发细胞损伤炎症反应,加速细胞老化疾病的发展

血管扩张过度:一氧化氮是一种强效的血管舒张因子,过高的一氧化氮含量可能导致血管扩张过度,造成血压下降循环血容量不足,甚至引发休克。

免疫抑制:过高的一氧化氮含量可能抑制免疫系统的正常功能,降低机体对抗病原体的能力增加感染和疾病的风险

▸ 降低一氧化氮水平的方法

一氧化氮测定值过高,需要根据引起的原因进行处理,多考虑是慢性支气管炎引起的,但也不排除是支气管哮喘阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征等疾病导致的。

慢性支气管炎:多考虑是细菌感染引起的,但也不排除是长期吸烟或吸入有害的物质导致的,进而会导致气管、支气管黏膜等组织出现慢性非特异性炎症的情况,在临床通常会出现气促等症状。建议患者在医生的指导下服用盐酸溴己新片、硫酸沙丁胺醇片等药物治疗。

支气管哮喘:多考虑是遗传因素引起的,但也不排除是环境因素导致的,进而会出现气道慢性炎症的情况,在临床通常会出现呼吸急促等症状。建议患者在医生的指导下使用硫酸特布他林气雾剂布地奈德气雾剂等药物治疗,必要时通过支气管热成形手术等方式缓解。

改善生活方式:降低体内一氧化氮水平的措施和药物包括改变饮食习惯、减少摄入高脂肪食物增加运动量避免暴饮暴食等。药物方面可以使用一氧化氮合成酶抑制剂或其他降低一氧化氮水平的药物。

▸ 一氧化氮含量过低的危害

神经传导障碍:一氧化氮作为神经递质在神经元之间传递信号,调节神经传导。一氧化氮含量过低可能导致神经传导障碍影响神经网络的功能和神经元的正常活动。

情绪和认知问题:一氧化氮参与调节情绪和认知功能,影响大脑的神经传导。一氧化氮含量过低可能导致情绪波动注意力不集中认知功能下降

勃起功能障碍: 有研究表明,NO是阴茎神经元(自主神经支配海绵体并穿透腺海绵体组织)和阴茎血管外膜层神经网络中勃起功能的生理促进剂。而一氧化氮含量过低可能会引起男性性功能障碍,使阴茎无法勃起。

炎症反应增加:一氧化氮在炎症过程中发挥重要作用,可以调节炎症反应和免疫反应。一氧化氮含量过低可能导致炎症反应增加影响炎症的调节和细胞修复过程

▸ 提高一氧化氮水平的方法

补充L-精氨酸或者L-胍氨酸:补充NO的途径第一种办法,最直接的方法是增加NO合酶原料L-精氨酸或者L-胍氨酸。大部分蛋白质都含有这两种氨基酸,比如,鱼类、瘦肉、牛羊肉、鸡鸭、蛋类、鱼虾、豆制品、坚果类、巧克力、芝麻、核桃、乳制品等。

适当运动:运动可以调节机体血管内一氧化氮合成酶,使其合成酶含量增加,可以较多地产生一氧化氮,并且运动时由于血液循环加速,也可使其辅助产生一氧化氮,达到较好的补充作用。

补充硝酸盐和亚硝酸盐:亚硝酸盐还原酶在生理条件下发挥功能,催化硝酸盐和亚硝酸盐生成NO增加。补充硝酸盐和亚硝酸盐最容易的是食用水果和蔬菜,其中含有大量硝酸盐和亚硝酸盐,在体内就可以转化为NO。而且我们平常吃的新鲜蔬菜和水果都含有大量天然抗氧化剂,可以防止补充硝酸盐和亚硝酸盐产生亚硝胺。例如茶叶和巧克力中的多酚类,葡萄里的白藜芦醇和原花青素,胡萝卜里的胡萝卜素,番茄里的番茄红素,核桃油和胡麻油中Ω3等。

03
肠道菌群代谢物

除了神经递质肠道菌群代谢物人体健康中也扮演着重要角色。肠道菌群代谢物是由肠道微生物产生的化合物,可以影响人体的免疫系统新陈代谢神经系统等

研究表明,肠道菌群代谢物与多种疾病的发展密切相关,包括肥胖糖尿病炎症性肠病。因此,了解和维护良好的肠道菌群代谢物平衡对于维持人体健康至关重要。


短链脂肪酸

短链脂肪酸(SCFAs)是一类由1~6个碳原子组成的有机脂肪酸,主要包括乙酸、丙酸和丁酸结肠是其主要产生部位,多由未消化吸收的碳水化合物经结肠内厌氧菌酵解产生。

在结肠中存在的总短链脂肪酸中,健康人体内的90%-95%乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐。

短链脂肪酸主要由双歧杆菌(Bifidobacterium)、乳杆菌(Lactobacillus)、毛螺菌科(Lachnospiraceae)、经黏液真杆菌属(Blautia)、粪球菌属(Coprococcus)、罗氏菌属(Roseburia)和粪杆菌属(Faecalibacterium)在结肠中产生,并为结肠上皮细胞提供能量

这些短链脂肪酸粘附于游离脂肪酸受体(FFAR),例如位于肠上皮细胞表面的GPR43(FFAR2)和GPR41(FFAR3)。

• 降低肠道pH,减少有害菌生长

短链脂肪酸的存在会使回肠(小肠末端)到盲肠(大肠起点)的肠道pH值降低,从而防止有害细菌(如肠杆菌科和梭状芽胞杆菌)过度生长

• 防止肠漏,保护肠道健康

短链脂肪酸有助于修复“肠漏”,通过增加粘蛋白2(MUC-2)的分泌来加强肠壁,丁酸盐通过上调紧密连接蛋白claudin-1来保护肠道屏障功能从而防止脂多糖穿过屏障。

患有炎症性肠病的个体粪便短链脂肪酸水平较低,伴随着厚壁菌门拟杆菌门的减少。

• 为结肠细胞提供能量

丁酸盐是结肠细胞主要能量来源,结肠细胞是构成肠道内壁的细胞。与身体中使用糖(葡萄糖)作为主要能量来源的大多数其他细胞不同,肠道内壁细胞(结肠细胞)主要使用丁酸盐。如果没有丁酸盐,这些细胞就无法正确执行其功能。

• 抗炎、抗癌特性

丁酸盐也是一种组蛋白脱乙酰酶抑制剂(HDAC抑制剂),通过诱导细胞凋亡(细胞自然死亡)来帮助预防结肠癌癌症并发症,并在上皮细胞的氧消耗中发挥重要作用,氧气的平衡状态可以防止生态失调

丁酸盐的抗炎特性,部分原因是其抑制核转录因子(NF-κB)的激活,通过下调NF-κB信号通路,丁酸盐可以调节促炎细胞因子的产生。

• 影响宿主食欲,调节体重

乙酸盐通过刺激生长素释放肽的分泌来降低食欲。与此相一致的是,丙酸盐喂养会诱导脑干、下丘脑和脊髓的背侧迷走神经复合体中FOS(fos原癌基因,AP-1 转录因子亚基)的表达,这引发了一个问题,即短链脂肪酸诱导的外周感觉神经元活动的刺激是否可以介导对宿主饮食行为的影响。

• 短链脂肪酸的其他生理功能

短链脂肪酸调节体内的其他几种生理功能,例如中枢神经系统中小胶质细胞的成熟和功能血清素GABA和多巴胺产生的信号向神经元的传输,以及结肠中阴离子的分泌。后者是由于刺激结肠中的烟碱类Ach受体,导致Ach产生增加,并刺激杯状细胞分泌更多粘液

在免疫细胞中,短链脂肪酸调节T细胞的分化。在肠内分泌细胞中,短链脂肪酸刺激肠道激素的释放胆汁盐与短链脂肪酸结合,在肠肝循环中发挥着不可或缺的作用,在神经元通路中枢神经系统信号传导的调节中同样重要。

肠道微生物群产生的短链脂肪酸通过血管转运至大脑,调节神经元小胶质细胞星形胶质细胞的功能,并影响血脑屏障

微生物产生的短链脂肪酸在微生物群-肠-脑轴通讯保护肠道屏障炎症反应中发挥着关键作用。特别需要注意的是,过量的短链脂肪酸缺乏短链脂肪酸对人体健康都是不利的。例如丁酸并不总是越多越好,低浓度丁酸促进细胞增殖和生长,高浓度丁酸反而抑制细胞增殖和生长增加肠道的通透性

▸ 调整短链脂肪酸水平的方法

补充直接含有短链脂肪酸的食物:主要来源是乳制品,黄油等,其中含有丁酸盐。例如,黄油大约含有3%至4%的丁酸。这听起来可能不多,但它比大多数其他食物都多。

通过菌群调节增加短链脂肪酸的食物:大量富含纤维抗性淀粉类的食物,例如水果、蔬菜和豆类,与短链脂肪酸的增加有关。

以下类型的食物最适合在结肠中产生短链脂肪酸:菊粉、低聚果糖、抗性淀粉、果胶、阿拉伯木聚糖、阿拉伯半乳聚糖

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脂多糖

脂多糖是革兰氏阴性细菌细胞壁外壁的组成成分,是由脂质多糖构成的物质(糖脂质)。

脂多糖是一种内毒素(Endotoxin),当其作用于人类或动物等其他生物细胞时,就会表现出多种的生物活性。脂多糖的生理作用主要是通过存在于宿主细胞的细胞膜表面Toll样受体(TLR4)而体现的。

▸ 脂多糖含量过高的危害

然而,高浓度的脂多糖在人体内可能会引发一系列潜在危害不良影响

引发炎症:在血液中,脂多糖单核细胞、树突细胞、巨噬细胞和B细胞(这些都是白细胞)结合,并引导它们产生转录因子NF-κB和AP-1。然后,这些转录因子,刺激炎症细胞因子TNF-a、IL-1b、IL-6的产生。

脂多糖还可以增加一氧化氮,超氧化物(一种自由基)和类二十烷酸(增加炎症的脂肪分解产物,如PGE2)的产生。

内毒素作用:脂多糖中的脂蛋白部分即内毒素,具有毒性作用,如果血液中的脂多糖水平过高,还会引发脓毒血症,这是一种致命的毒素反应,可造成发热、组织功能损伤器官衰竭甚至死亡

因此,要注意控制脂多糖含量,避免过高的脂多糖摄入,保持身体的免疫平衡和健康状态,有助于预防上述危害的发生。及时监测和调节脂多糖水平,是维护身体健康的重要措施。

▸ 降低脂多糖水平的方法

首先,低密度脂蛋白胆固醇LDL可以和他结合,通过新的表位来降低脂多糖

其次,研究显示,在小鼠中,益生菌双歧杆菌,可以通过改善肠道屏障功能,来降低LPS水平。即补充益生元和益生菌,有助于矫正肠道菌群失衡。最常用的益生菌,乳酸杆菌属和双歧杆菌属,是革兰氏阳性菌,因此不含LPS。

最后,许多植物营养素,如槲皮素小檗碱,都通过作用于肠壁的紧密连接,来抑制肠道对内毒素的吸收。乙酰胆碱刺激迷走神经,可降低巨噬细胞中炎症细胞因子(TNF-a、IL-6等)的释放。

除此之外,Omega-3脂肪酸乳铁蛋白,也有助于降低LPS的产生,适当的运动也是有益的。


次级胆汁酸

在肠道中,结合的初级胆汁酸受微生物群作用并转化为次级胆汁酸,从而进一步增加胆汁酸库的多样性和整体疏水性。

主要通过胆汁酸水解酶进行的微生物去结合是肠道环境中微生物进一步修饰胆汁酸的关键一步。

胆汁酸水解酶编码基因已在各种肠道微生物中检测到并表征,包括双歧杆菌(Bifidobacterium)、乳杆菌(Lactobacillus)、肠球菌(Enterococcus)、梭菌(Clostridium)、拟杆菌(Bacteroides)等。

▸ 次级胆汁酸的作用

影响脂肪、胆固醇的消化吸收:次级胆汁酸在肠道中有助于脂肪的消化和吸收。它们可以促进脂肪乳化和吸收,帮助机体获取必要的营养。

次级胆汁酸还在胆固醇代谢中起着重要作用。它们参与胆固醇的代谢和排泄,有助于维持胆固醇的平衡

影响肠道菌群的结构、多样性:胆汁酸是生物群丰度多样性代谢活性的重要决定因素。在人体中,牛磺-β-鼠胆酸牛磺酸胆酸对多种微生物的发展至关重要。

研究发现小鼠肠道微生物群落过度增殖和细菌易位,通过使用口服胆汁酸,以诱导法尼醇X受体激活,从而抑制细菌过度生长

肠道微生物群胆汁酸之间存在双向相互作用。肠道微生物群可以调节胆汁酸的合成和代谢,相反,胆汁酸可以改变肠道菌群的组成

调节肝胆功能:次级胆汁酸可以影响胆囊的收缩胆汁的排放调节胆囊功能,维持胆汁的正常分泌和排泄。

次级胆汁酸还有助于肝脏代谢废物及药物,还可以刺激肝细胞的再生,有利于肝脏功能的恢复。

影响肠道屏障功能、调节免疫:微生物群和胆汁酸之间的相互作用会影响肠道屏障功能的维持,调节先天免疫和适应性免疫,并调节定植抵抗力

胆汁酸也限制炎症小体的激活。FXR和SHP通过与NLRP3炎症小体和胱天蛋白酶-1的物理相互作用来抑制炎症小体的组装,而TGR5环磷酸腺苷(cAMP)途径的激活通过诱导其泛素化来阻断NLRP3炎性小体的激活,这最终限制白细胞介素-1β白细胞介素-18的产生。

▸ 次级胆汁酸含量过高的危害

胆汁反流:次级胆汁酸过高可能导致胆汁反流,即胆汁逆流到胃或食管中,引起胃灼热、食管炎等消化道问题。

胆囊结石、肝脏损伤:过高的次级胆汁酸水平可能导致胆囊内胆固醇结晶形成,增加胆囊结石的风险,引起胆囊疾病和疼痛

过量的次级胆汁酸可能对肝脏产生负担,导致肝脏功能异常,容易形成肝硬化,还可能会导致肝炎的出现。

消化问题:高水平的次级胆汁酸可能干扰消化系统的正常功能,导致消化不良、腹泻等问题。

免疫系统异常:异常的次级胆汁酸水平可能影响免疫系统的平衡,导致免疫功能异常,增加感染和疾病的风险。

▸ 降低次级胆汁酸水平的方法

饮食调整:胆汁酸高的患者在饮食上应注意清淡,减少摄入高胆固醇高脂肪食物和辛辣的食物,以减少胆汁酸的产生。增加膳食纤维摄入,有助于降低次级胆汁酸的含量。

药物治疗:医生可能会考虑使用胆汁酸螯合剂来帮助降低体内次级胆汁酸的含量。这些药物可以帮助排出多余的胆汁酸,从而减少其在体内的积累

控制体重:肥胖会增加肝脏负担,导致脂肪肝等肝病,进而影响胆汁酸的代谢。通过合理饮食和适度运动,保持健康的体重,一定程度上可以达到降低总胆汁酸的效果。

治疗原发病:某些肝脏疾病,如肝炎、肝硬化等,可能会导致总胆汁酸升高。建议在医生指导下积极治疗原发病,如服用复方甘草酸苷片消炎利胆片等药物,可以降低总胆汁酸

▸ 次级胆汁酸含量过低的危害

消化问题、营养不良:次级胆汁酸的不足可能导致脂肪的消化和吸收受阻,影响脂肪和脂溶性维生素的吸收,可能导致营养不良。

增加脂肪肝风险:次级胆汁酸不足可能影响胆固醇的代谢和排泄,导致胆固醇积聚在体内增加动脉粥样硬化等心血管疾病的风险。

次级胆汁酸不足还会增加脂肪肝的风险,影响肝脏功能和健康

胆汁淤积:次级胆汁酸含量过少时,可能影响胆汁的流动性排泄功能,导致胆汁在胆道中积聚和凝结,从而增加胆汁淤积的风险。

此外,次级胆汁酸的不足也可能影响胆汁的化学成分和性质,使其更容易形成胆固醇结晶或胆结石,进一步加剧胆汁淤积的情况。

▸ 提高次级胆汁酸水平的方法

饮食调整:增加摄入富含胆汁酸的食物,如动物肝脏、蛋黄、牛奶奶制品等。此外,适量摄入脂肪和胆固醇也有助于促进胆汁酸的合成。

药物治疗:医生可能会考虑使用胆汁酸补充剂来增加体内次级胆汁酸的含量。包括亮菌甲素(胆汁分泌促进剂)、去氢胆酸、抑氨酚、利胆醇(苯丙醇)、鹅去氧胆酸、胆宁等等。这些补充剂可以帮助增加胆汁酸的合成和释放,从而提高其含量。

营养补充:一些营养素如维生素B12叶酸被认为对胆汁酸的合成有益,可以通过补充来帮助提高次级胆汁酸的含量

适当运动:适量的体育锻炼有助于促进胆汁分泌。有氧运动,如快走、跑步、跳舞,能够提高胆囊收缩力和肠蠕动,促进胆汁分泌与排泄。

扩展阅读:

肠道微生物群对胆汁酸代谢和信号传导影响的最新研究成果


对甲酚(p-Cresol)

对甲酚(p-Cresol)是人体肠道菌群的代谢产物之一,可由肠道中的一些厌氧菌代谢食物中的特定化合物如酪氨酸产生。因分子量极小极易通过肠道屏障和血脑屏障

目前人类肠道菌群中至少有55种细菌可以产生“对甲酚”,包括双歧杆菌科肠杆菌科Coriobacteriae、拟杆菌科、梭杆菌科乳杆菌科梭状芽孢杆菌科等。

▸ 对甲酚含量过高的危害

虽然对甲酚是人体肠道菌群的代谢产物,但过多的对甲酚在肠道内积聚可能对人体健康产生不利影响

可能导致孤独症:目前已在孤独症患者的血、尿、粪便样本中发现对甲酚和对乙酚水平明显异常升高,并发现孤独症患者的重复刻板行为交流与认知障碍症状的加重与尿液中对甲酚升高密切相关。

器官损伤:对甲酚在一定浓度下可能对肠道黏膜有刺激作用影响肠道的正常功能。此外,高浓度的对甲酚也可能对肾脏和其他器官产生毒性影响

神经损伤:对甲酚极易穿过血脑屏障,过量的对甲酚可能对中枢神经系统产生影响,引起头晕、头痛、恶心、呕吐等神经系统症状。长期暴露还可能导致神经系统损伤功能障碍

其他问题:过量的甲酚还会导致便秘,以及可能对呼吸系统、循环系统、免疫系统等产生影响,引起呼吸困难心血管问题免疫功能异常等。

一些研究表明,高浓度的甲酚还可能对人体具有致癌作用,增加患结直肠癌的风险。

▸ 降低对甲酚水平的方法

增加膳食纤维摄入有助于促进肠道蠕动,减少有害代谢产物的积累摄入益生菌和益生元可以减少有害菌的生长,降低对甲酚的产生。适量摄入蛋白质,避免过度摄入。此外过度加热食物可能会破坏其中营养成分增加有害代谢物产生。


吲哚

内源性吲哚及其衍生物是来源于肠道菌群的色氨酸代谢物,具有一系列生物活性。

吲哚衍生物可以影响胃肠道的蠕动,会影响便秘或腹泻等状况;吲哚及其衍生物已被证明可以加强肠道屏障功能,有助于防止病原体有害物质进入血液。

最近的研究表明,吲哚主要通过激活AhR和PXR受体来发挥抗炎活性,从而影响免疫系统的功能,显著改善肠道健康(炎症性肠病、出血性结肠炎、癌症结直肠癌),并进一步促进人类健康(糖尿病、中枢系统炎症和血管调节)。

吲哚在人体内可以作为一种信号分子,参与调节细胞生长分化和凋亡等生物学过程。吲哚还可能对神经系统产生影响,包括调节神经传导神经元活性神经递质释放等。吲哚在神经系统中的作用与情绪调节认知功能等有关。

吲哚还具有一定的抗氧化性质,可以帮助清除自由基减轻氧化应激对细胞的损伤。吲哚可能在一定程度上保护细胞免受氧化损伤的影响。

▸ 吲哚含量过高的危害

尽管吲哚对于改善肠道甚至全身疾病至关重要,但过高的吲哚含量可能对健康造成一些危害,包括但不限于以下几个方面:

影响情绪:越来越多的证据表明吲哚和吲哚化合物对大脑代谢生理宿主行为有影响。在拥有产生吲哚的大肠杆菌的大鼠中,吲哚的慢性过量产生已被证明会增强焦虑样行为和抑郁

导致肠道损伤:硫酸吲哚酚(IS)是吲哚的衍生物之一,而过量的硫酸吲哚酚会诱导肠上皮细胞(IEC)损伤。在IEC-6细胞中,硫酸吲哚酚处理可显著增加TNF-α的释放、环氧合酶-2和诱导型一氧化氮合酶的产生以及硝基酪氨酸的合成,表明肠上皮细胞是硫酸吲哚酚诱导的肠道炎症的靶点。

与硫酸吲哚酚一起培养的结肠显示出收缩性降低,这表明该毒素可能对结肠平滑肌细胞产生有害影响并导致肠道蠕动受损

影响神经系统:其次,硫酸吲哚酚可损伤神经元神经干细胞损害神经营养因子和神经递质诱发氧化应激神经炎症。例如,通过作用于中枢神经系统胶质细胞,硫酸吲哚酚促进神经炎症并表现出促炎作用

与肾病相关:并且强有力的证据表明,硫酸吲哚酚在肾功能不全的情况下积累时是有害的。硫酸吲哚酚会损害近端肾小管细胞诱导炎症和纤维化发展。肾脏通过肾小管分泌实现硫酸吲哚酚的高清除率,而硫酸吲哚酚与血浆蛋白结合超过90%,受到蛋白结合的限制,并且血液透析患者的血浆水平相对较高,这也表明与肾脏疾病密切相关。

免疫抑制:吲哚含量可能影响免疫细胞的活性和功能。高浓度的吲哚可能抑制免疫细胞的功能,如抑制T细胞的活性影响免疫细胞的增殖和分化等,从而降低机体对病原体的抵抗能力

▸ 降低吲哚水平的方法

放松身心:高度紧张和某些精神疾病会导致体内吲哚水平过高,多洗热水澡,调节好神经和心理,改善睡眠有助于降低吲哚水平。

食用发酵食品:通过对14名健康男性进行随机交叉研究设计,探讨了发酵乳制品对人类血清代谢组的影响。与牛奶组相比,酸奶摄入组餐后血中吲哚-3-丙酸吲哚乙酸浓度较低

同样,C反应蛋白水平轻度升高的健康超重男性在接受抗炎膳食混合物后,饮用500mL餐后奶昔(由300mL蛋奶冻、150mL奶油干酪和50mL鲜奶油组成)。受试者在后期表现出吲哚-3-丙酸血浆浓度降低

使用药物:一些药物可能影响吲哚类物质的生成。例如,一些抗生素非甾体抗炎药物被发现可以改变肠道微生物群的组成和功能,从而影响吲哚类物质的生成

此外,一些药物可能直接干扰色氨酸代谢途径,从而影响吲哚类物质的生成。

减少高蛋白饮食:吲哚是蛋白质的代谢产物,减少高蛋白饮食,尤其是富含色氨酸的食物,有助于降低体内的吲哚含量

▸ 吲哚含量过低的危害

免疫失调:吲哚在一定浓度下可以调节免疫系统的功能,过低的吲哚含量可能导致免疫系统功能下降增加感染、致病菌定植、炎症的风险。

神经系统问题:吲哚在神经系统中具有调节作用,过低的吲哚含量可能影响神经传导神经递质释放等,导致神经系统功能异常,如情绪不稳定认知功能下降等问题。

代谢紊乱、抗氧化能力下降:吲哚在人体内参与多种代谢过程,过低的吲哚含量可能导致代谢紊乱,影响体内物质的合成和代谢平衡。

吲哚具有一定的抗氧化性质,过低的吲哚含量可能导致机体抗氧化能力下降,增加氧化应激对细胞的损伤风险。

▸提高吲哚水平的方法

补充益生菌、益生元:临床试验表明,益生菌可以抵消肠道微生物失衡造成的负面影响,并可导致吲哚产生属及其衍生物的富集,如乳杆菌(Lactobacillus)。

益生元(包括菊粉和低聚半乳糖)已被证明可以显著提高产生吲哚的益生菌(例如双歧杆菌和乳酸杆菌)的丰度。在对肠道微生物失衡进行一定纠正后,吲哚作为具有调节作用的配体,对炎症反应具有抑制作用

调节饮食:肠道微生物通过色氨酸调节吲哚水平。色氨酸是人体必需氨基酸之一,需要完全依赖饮食摄入

以下是一些富含色氨酸的常见食物:肉类(牛肉、猪肉、鸡肉、火鸡)、鱼类(鳕鱼、鲑鱼、金枪鱼)、贝类(蛤蜊、扇贝)、蛋(鸡蛋、鸭蛋)、豆类(大豆、黑豆、红豆)、奶制品(牛奶、乳制品)。菠菜、花椰菜、蘑菇、芝麻、松子、香蕉、菠萝、樱桃、草莓、蓝莓。燕麦、大麦、小麦、黑米、糙米。核桃、杏仁、腰果、葵花子、南瓜子、亚麻籽。

粪菌移植:通过粪菌移植(FMT)将产生吲哚的益生菌(乳酸杆菌、双歧杆菌等)移植到患者的肠道中,可以改善肠道微生物群。据观察,肠道中产生吲哚的微生物群的丰度增加吲哚及其衍生物的水平受到间接影响。

扩展阅读:

吲哚及其衍生物:连接肠道炎症与神经健康的隐秘调节剂


苯酚

苯酚(Phenol)是一种常见的有机化合物,也是人体肠道微生物的代谢产物之一。在人体的肠道中,肠道微生物通过代谢食物中的复杂碳水化合物蛋白质等产生苯酚。苯酚的生成通常是通过肠道微生物对酪氨酸(一种氨基酸)的代谢产生的。

苯酚在人体内具有一定的生理作用,苯酚在肠道内可以被吸收到血液循环中,进而影响全身的代谢生理功能

抗氧化作用:苯酚具有一定的抗氧化性质,可以帮助清除体内的自由基减少氧化应激对细胞的损伤,有助于维护细胞健康

免疫调节:苯酚可能对免疫系统产生一定调节作用,有助于平衡免疫反应,调节免疫细胞的活性,提高机体的抵抗力

维护肠道健康:适量的苯酚可以促进肠道微生物的平衡,维持肠道健康,有利于消化吸收和排泄功能的正常进行。

▸ 苯酚含量过高的危害

过高的苯酚含量可能对健康产生不利影响。过高的苯酚含量可能导致肠道菌群失衡肠道炎症毒素积累等问题,从而影响整体健康。

肠道健康问题:过高的苯酚含量可能导致肠道微生物失衡,影响肠道菌群的稳定性,进而引发肠道炎症肠道细菌感染等肠道健康问题。

毒性作用:苯酚具有一定的毒性,过高的苯酚含量可能对肠道黏膜和组织造成损害,导致肠道溃疡出血等严重问题。

神经系统问题:苯酚可能穿过血脑屏障影响神经系统功能,过高的苯酚含量可能导致神经系统问题,如头晕、头痛、神经炎症等。

代谢紊乱、肝脏负担增加:过高的苯酚含量会影响人体的代谢平衡,导致代谢紊乱,影响体内物质的合成和代谢过程。

苯酚在体内主要通过肝脏代谢,过高的苯酚含量会增加肝脏的负担,可能导致肝脏损伤功能异常

免疫系统问题:过高的苯酚含量可能影响免疫系统的功能,导致免疫调节失衡增加感染和炎症的风险。

▸ 降低苯酚水平的方法

增加膳食纤维摄入,促进肠道健康减少苯酚产生。多摄入新鲜水果和蔬菜等富含维生素和矿物质,适量控制蛋白质摄入避免添加剂和防腐剂的加工食品。增加饮食多样化


腐胺

肠道微生物可从鸟氨酸、精氨酸、赖氨酸、酪氨酸组氨酸等氨基酸前体产生腐胺、胍胺、尸胺、酪胺组胺等多胺。

腐胺具有一定的生理作用,如调节肠道运动,但是高浓度的腐胺可能与肠炎癌症神经退行性疾病的发展有关。

▸ 腐胺含量过高的危害

臭味问题:腐胺是一种具有刺鼻臭味的化合物,其在胃肠道中含量过高可能导致口臭等问题,影响个人的生活质量。

导致胃肠道疾病:高浓度的腐胺会对人体产生毒性作用,影响肠道黏膜的健康,导致肠道炎症肠道通透性增加。从而易患结肠炎、炎症性肠病、结直肠癌

致癌风险:一些研究表明,腐胺被认为是潜在的致癌物质,过高的腐胺含量可能通过诱发DNA损伤促进细胞增殖影响基因表达等途径参与致癌过程。

影响认知功能:过高的含量可能导致神经系统问题,如情绪不稳定认知功能下降等。

▸ 调整腐胺水平的方法

腐胺主要来自于肠道菌群代谢转化,发酵食品,如豆腐、豆酱、酸奶奶酪,以及高蛋白特别是动物蛋白加工肉类以及硝酸盐含量高的食物会促进腐胺转化。

想要降低体内腐胺水平,需要减少高蛋白摄入,适量控制动物蛋白摄入量,减少发酵食品以及高硝酸盐食物如加工肉类、腌制食品等,增加膳食纤维摄入,新鲜水果和蔬菜富维生素和矿物质有助于维持肠道菌群平衡减少腐胺转化


硫化氢

硫化氢(H2S)是蛋氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸通过一些肠道微生物(如沙门氏菌、埃希氏菌、梭杆菌等)发酵产生的一种微生物代谢物。H2S也来源于无机硫酸盐和亚硫酸盐添加剂的还原,以及肠道磺胺类物质的分解代谢。

越来越多的研究发现它在哺乳动物体内广泛存在,微生物产生的H2S可能反过来塑造肠道微生物群落本身的组成。这对宿主的健康有很多影响,包括帮助训练和调节免疫系统,而且具有重要的细胞保护作用。它已经称为继一氧化氮和一氧化碳之后,被发现的第3种气体信号分子,具有舒张血管调节血压等多种生理功能。其代谢异常与心脏病高血压等多种心血管疾病有关。

▸ 硫化氢浓度过高的危害

虽然硫化氢在一定程度上也具有抗菌作用,但过量的硫化氢对人体健康可能造成负面影响

中枢神经系统损害:硫化氢在高浓度下可能对神经元产生毒性作用,导致神经元损伤神经元死亡,还会影响血脑屏障的功能,使得有害物质更容易进入大脑,从而引发神经系统疾病(如帕金森病阿尔茨海默病)。

胃肠道疾病:高浓度的硫化氢会引发肠道阻塞、炎症反应,以及可以使覆盖在肠道上的保护性黏液层变性,出现黏膜损伤等问题。此外,一些研究还发现高水平的肠道内硫化氢与某些疾病如慢性炎症性肠病、结直肠癌等相关联。

胃胀气:硫化氢作为一种气体,如果在肠道中积累过多,可能会引起胃肠道胀气

影响消化功能:硫化氢可抑制胃酸分泌,影响消化酶活性,导致消化不良、腹胀和腹泻。硫化氢还可能影响肝脏功能,导致转氨酶升高、出现黄疽等症状。

▸ 降低硫化氢水平的方法

减少高硫蛋白食物的摄入,比如蛋类、肉类、鱼类以及大豆制品等。多摄入富含维生素B6的食物,如香蕉等,此外高纤维食物也可减少硫化氢的转化产生。

扩展阅读:

肠道气体带来什么影响,饮食如何对其产生作用?

结 语

谷禾肠道菌群检测基于大规模匹配血清代谢组肠道菌群检测,构建了基于肠道菌群的神经递质菌群代谢物评估。通过上文对各项指标的解读,我们可以了解其具体意义,以及对健康的影响机制。借助肠道菌群这一重要工具,让我们可以探知自身的情绪、神经系统以及免疫和重要代谢毒素的变化与异常。

此外通过调整肠道微生物群落的结构,可以影响神经递质的水平,调节免疫系统的功能,改善肠道黏膜屏障的完整性,从而减少炎症反应,改善疾病症状。因此,我们可以借此进行更加个性化和有效的干预。

主要参考文献

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Braga JD, Thongngam M, Kumrungsee T. Gamma-aminobutyric acid as a potential postbiotic mediator in the gut-brain axis. NPJ Sci Food. 2024 Apr 2;8(1):16.

Guzel T, Mirowska-Guzel D. The Role of Serotonin Neurotransmission in Gastrointestinal Tract and Pharmacotherapy. Molecules. 2022 Mar 3;27(5):1680.

Dicks L.M.T., Hurn D., Hermanus D. Gut Bacteria and Neuropsychiatric Disorders. Microorganisms. 2021;9:2583.

Yang X., Lou J., Shan W., Ding J., Jin Z., Hu Y., Du Q., Liao Q., Xie R., Xu J. Pathophysiologic Role of Neurotransmitters in Digestive Diseases. Front. Physiol. 2021;12:567650.

Strandwitz P. Neurotransmitter modulation by the gut microbiota. Brain Res. 2018;1693:128–133.

Van De Wouw M., Boehme M., Lyte J.M., Wiley N., Strain C., O’Sullivan O., Clarke G., Stanton C., Dinan T.G., Cryan J.F. Short-chain fatty acids: Microbial metabolites that alleviate stress-induced brain-gut axis alterations. J. Physiol. 2018;596:4923–4944.发文助手Hi,欢迎使用一点号发文助手,一 键检测为您提供优化建议,帮您获 得更多曝光机会。了解更多>开始检测封面:单图三图(仅在wifi下显示)默认

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当微生物与欲望共舞:揭秘成瘾机制中微生物群的神秘角色

谷禾健康

成瘾是一种大脑疾病,受害者无法控制地对某种物质或行为产生强烈的依赖和渴求,尽管这种行为会产生有害的后果。成瘾包括一系列物质滥用障碍,例如药物、酒精、香烟,过度饮食。近年来,吸毒成瘾急剧上升,特别是阿片类药物,全世界每年有数十万人死于吸毒过量。

成瘾的特征是负面和正面情感状态的交替,这些状态可以归因于不同阶段神经递质活动的改变:

  • 在狂欢或陶醉阶段时,奖赏回路的关键部分——中脑边缘多巴胺系统会产生强化作用;
  • 在戒断阶段时,杏仁核传递的神经递质发生改变,产生情感压力;
  • 在专注或期待阶段时,前额叶皮层和岛叶投射的失调中断了对激励的控制,影响目标导向行为。

而微生物组已被证明能以多种方式影响宿主大脑,例如通过调节神经递质、通过肠脑轴与中枢神经系统相互作用,使得微生物群可以通过产生负反馈环和正反馈环来影响或参与大脑奖赏和戒断回路的神经活动,从而促进成瘾行为

在这些回路中具有重要功能的神经递质,如多巴胺、GABA和5-羟色胺,都可以由肠道微生物群产生或调节。一些研究表明,肠道微生物可以合成苯丙氨酸代谢左旋多巴,这两种都是多巴胺的前体,因此它们可以调节多巴胺的水平。这些过程促进了微生物影响大脑奖赏回路的途径,例如通过介导强化和奖赏的D1R与厌恶和回避相关的D2R

还有微生物组衍生的短链脂肪酸和色氨酸代谢,特别是它在5-羟色胺合成中的作用。总之,这些证据表明,微生物组有可能通过诱导强化积极和消极的对宿主的影响,从而影响宿主的状态和行为。

为了深入研究宿主-微生物组生态系统的生态学和进化学在成瘾机制中的影响作用,研究人员开发了一个数学框架,通过建立数学模型来模拟宿主-微生物生态系统对变化的反应动力学。利用这个模型,研究人员分析了成瘾行为的几个方面重点关注微生物组对成瘾的起始戒断的潜在影响。

研究人员假设,作为宿主微生物群一部分的微生物菌株已经进化出一种模式,影响宿主,从而改善了这些菌株在微生物群落中的地位。这可能会导致微生物群落在不同方向上影响宿主。比如宿主的成瘾行为改变了寄生微生物的生存环境,即使毒瘾对微生物很大程度上是有害的(例如毒素),但对一些微生物来说,它可能比对其他微生物的危害要小。这导致了微生物选择制度的转变,并扰乱了微生物组的组成。在新条件下繁殖的菌株可能会受益于宿主继续其新的行为。因此,微生物群可能在增强和维持成瘾行为方面发挥作用

Part01.
方 法

Methods

研究人员开发了一个三组分的框架来模拟宿主-微生物组相互作用及其对宿主行为的影响。

➦ 将宿主行为建模为空间中的连续特征

➦ 宿主体内含有N个微生物菌株,随着宿主行为的改变,不同微生物菌株的丰度也会发生变化

➦ 考虑微生物组对宿主行为的影响,模拟了微生物菌株分泌化合物,影响宿主奖励戒断回路的功能,产生正向或负向的反馈(例如奖励或厌恶),从而调节宿主行为。

在模拟宿主-微生物组相互作用的模型中,其中宿主行为影响微生物组成,而微生物组则影响宿主行为。在这个模型中,研究人员使用相同的框架建立了两个模型:

  • 两种菌株的竞争模型:一个菌株影响宿主行为,而第二个菌株不影响。
  • 多菌株模型:包含N个微生物菌株的微生物组群,其中一些或全部菌株可以影响宿主的行为。

具体的模型描述如下:

宿主的行为基线的建模描述

宿主的基线行为被表征为二维单位球体中的坐标

➨ 成瘾阶段:

行为基线的改变,宿主的行为基线的改变表现为沿着X轴正方向的一系列移动。

在每个时间点t,步长σA(t)从均值为σ的指数分布中随机抽取。宿主行为的改变受到距离原点R的限制,代表了最大的成瘾程度。因此,宿主行为的坐标逐渐从(0, 0)移动到(R, 0),并在该阶段结束之前保持在(R, 0)位置,即从开始计算的τ个时间步长之后。

➨ 戒断阶段:

宿主通过在X轴上进行大小为 (−σA(t))的移动来逆转其行为模式,其中σA(t)从均值为σ的指数分布中随机抽取。

行为的改变下限为0。该阶段在微生物组成和宿主行为稳定之后结束,或者在该阶段开始后经过100000个时间步长之后。

微生物群组成的建模描述

一个由N个微生物菌株组成的群体寄居在宿主体内。每个菌株都有其独特的特征,可以用微生物组-行为空间中的坐标来建模。

考虑到微生物群中不同微生物菌株之间的资源竞争,在每次迭代中通过其总和对 xi(t+1) 的值进行归一化。由此获得微生物菌株的相对丰度,同时假设微生物群落的总丰度保持不变,类似于对整个微生物组群体设置一个承载能力

接着,在每个菌株上设定一个恒定的低流入速率 μ / N,以避免菌株从系统中灭绝和永久消失(μ在整个过程中设置为10^(-8))。在每个时间步长中,使用上面的公式计算菌株的比例,然后计算流速和第二次归一化。

对于两菌株竞争模型(N=2),每个菌株的特征是手动定义并在结果中进行说明的。其中一种菌株会影响宿主行为,并承担反馈产生的成本,而另一种菌株不会影响宿主行为且不需要支付成本。

对于成瘾模型,在每次模拟开始时,在微生物组-行为空间内随机抽取菌株。还分析了不包括归一化的广义Lotka-Volterra模型(同样使用前向欧拉法,时间步长为1):

这个方程系统与上述过程类似,但有两个主要修改。

  • 它不包括归一化步骤
  • 它包括矩阵A(Ai 是矩阵中的第i行),其中每个元素 aij 表示菌株i对菌株j生长的影响。A的对角线设置为-1,模拟菌株内部的竞争

微生物群影响宿主行为的建模描述

假设所有或部分微生物菌株可以影响宿主的行为,且菌株可以感知它们种群中有益和有害的变化,这些变化表现为种群大小在一段时间里的增加或下降。

  • 当菌株种群增加时,微生物会产生和分泌化合物,宿主会将其感知为正反馈(如奖励)
  • 当种群减少时,微生物会产生和分泌化合物,宿主会将其感知为负反馈(如厌恶)

这些反馈将会影响宿主未来的行为轨迹

因此,宿主轨迹远离中心、朝向中心或中性取决于过去 w个时间点的线性轨迹的斜率。默认设置 whwm -10

结合微生物代谢产物及其行为轨迹,微生物菌株 i 对宿主行为在时间 t 上的影响方向可以通过Imi(t)⋅Ib(t) 的结果来描述。

  • 该结果为正时,说明菌株i 影响宿主在成瘾过程中增加物质消耗的行为,这个影响可能是菌株i提供正反馈(Imi(t)=1)或对宿主的戒断提供负反馈(Imi(t)=−1)
  • 该结果为负时,说明菌株i 影响宿主在成瘾过程中减少物质消耗的行为
  • 该结果为零时,说明菌株i 不会影响宿主行为

在时间t时,每个菌株的总效应强度是该菌株在微生物群落中的比例乘以( |σA(t)|⋅di)。

其中 d表示菌株i对宿主的影响大小,|σA(t)是时间t的行为基线步长。微生物效应的大小 (di,i∈{1,…,N}) 是从指数分布中随机选择的,每次模拟开始时其均值为E[d],在每个时间步长中计算σA(t)

在上述的模型中,微生物群落对宿主行为的影响是间接的,需要通过宿主的奖励回路

为了观察微生物群落对宿主行为的直接影响,研究人员另外又建了一个模型,这个模型假设在成瘾和戒断过程中每个微生物菌株都会将宿主拉向其在微生物组-行为空间中的坐标

首先,将宿主行为坐标减去菌株特征坐标,并对结果向量进行归一化,来确定每个微生物菌株相对于宿主行为的方向。

然后,将所有得到的向量求平均,得到整体微生物群落的影响方向。这个平均值根据每个微生物菌株的比例(x)加权,同时每个分量也乘以菌株的影响强度(di)。

现在宿主行为的变化由宿主行为基线步长微生物影响的总和决定,定义如下:

Part02.
结 果

Results

基于方法中描述的模型,研究人员给出了从模型结果中观察到的宿主与微生物群的现象,如下:

1  微生物能够反应宿主行为的变化

在微生物菌株之间的竞争行为中,当其中一个菌株通过改变宿主行为而获得额外资源时,这种微生物效应就会被显现出来,反映为它在群落中的比例会增加,从而增强其继续影响宿主的能力,进一步诱使宿主继续新的行为。

如下图,模拟了两个微生物菌株之间对宿主资源的竞争,这些竞争源于宿主行为

当微生物提供的优势超过产生这种影响的成本时,它对宿主状态的影响可能是有益的

a| 模型插图。蓝色和黄色分别代表两个不同的菌株,其中蓝色的菌株可能在影响宿主的行为:它在增殖时提供正反馈,诱导宿主继续其行为趋势,在下降时提供负反馈,诱导宿主逆转其行为趋势。

b| 绘制了经过100000个时间步长后影响宿主的菌株比例的热图。宿主的行为在x轴上沿着0到1之间随机游走,代表资源的消耗

c| 绘制了在模拟的100000个时间步长里,生物效应的大小宿主行为轨迹的关系。

2  宿主-微生物群的相互作用可能会加剧成瘾行为

建立了一个简单的宿主行为模式,包括三个阶段:

  • 宿主处于某种平衡状态
  • 宿主逐渐改变行为(引申为成瘾期或戒断期)
  • 宿主逐渐回到初始行为状态

宿主开始改变其行为时,有相当数量的微生物菌株支持或反对这种行为改变,如图a,这是一个微生物组-行为空间,将N个菌株随机分布在空间内,星形的移动演示了宿主行为的改变

图b和c分别展示了在不同平均微生物效应量E[d])作用下随着时间的持续,宿主行为的变化菌株丰度及其适应度的变化。

图b中的黑色虚线代表平均微生物效应量为零时的宿主行为基线。从E[d]=1到E[d]=10的宿主行为变化,可以发现微生物群的行为效应可以导致成瘾行为的加速减速,但在大多数情况下,微生物群的行为效应减缓了戒断过程

研究人员认为原因是在成瘾期间,微生物群转向了一个低多样性的群落,这个群落由在新的宿主行为下增殖的菌株组成。因此,在宿主开始戒断行为时,相当大一部分微生物群抵制行为变化。

微生物群落丰富度影响宿主成瘾行为

通过监测成瘾期(ϕ(Addiction))和戒断期(ϕ(Withdrawal))的微生物群落丰富度变化,发现加速成瘾减缓戒断不仅取决于微生物效应大小,还与微生物群落丰富度有关。

如图a和b,在微生物组丰度非常高微生物组效应强烈的情况下,微生物组实际上可能会加速成瘾戒断过程(E[d]=10,N=300)。

恒定微生物效应的平均大小后,然后减少影响菌株(即能够影响宿主行为的菌株)的比例,结果是总微生物组效应量的下降,并加速戒断过程。这表示即使只有少数菌株影响宿主行为,对成瘾和戒断的影响也可能是显著的。

如下图,每个像素的颜色表示相对于没有微生物组效应的基线情况下的成瘾期和戒断期倍增减少的情况,E[d]=5。

既然微生物群落丰富度会显著影响宿主成瘾或戒断行为,研究人员便做了一个模拟实验,在戒断期引入新的微生物菌株来增加微生物群落的丰富度和多样性,结果如下图。

这种干预逐渐增加了微生物组内菌株之间的竞争降低了为成瘾行为提供反馈的菌株的影响,从而促进了宿主-微生物组生态系统向其原始平衡状态的转变

4  成瘾程度加重,微生物群越发抵制宿主戒断行为

通过研究微生物组与成瘾的最大严重程度(R)之间的相互作用,发现随着成瘾程度的加重(R值增加),宿主行为会产生一种生态制度,将微生物组引向更狭窄、多样性较低的生态位

在新的生态建立之后,新的微生物组成可能会强烈抵制任何改变的尝试,从而减缓戒断过程。

如图a,这种动态效应与微生物组对宿主行为的影响程度正比,与微生物组的丰度成反比。当微生物组更为丰富和或其对宿主的影响相对较弱时,只有在微生物组成分发生实质性改变时,才会发生成瘾程度的加重。这意味着即使微生物组中只有少数菌株影响宿主行为,只要这些菌株发生了显著改变,成瘾问题就会加剧

其次,还有复发的问题,即在戒断阶段发生的成瘾行为加剧。

如图b,c所示,更强的微生物效应较低的微生物组丰富度更剧烈的成瘾严重程度,都会导致更强烈和更频繁的复发现象。

Part03.
结 论

Conclusion

模型结果表明,微生物组对宿主行为的反馈可以加重成瘾行,使戒断更加困难,并增加复发的风险。而微生物组的丰度是这个过程的关键参数,低丰度会导致长期成瘾

这种反馈有正向和负向,微生物组产生的代谢产物可以通过调节奖励回路对宿主行为提供正向或负向的反馈。由此,宿主-微生物群落相互作用产生了一个正反馈循环,改变了生态系统。

基于对成瘾机制的微生物组研究,也揭示了可能的成瘾治疗途径,增加微生物组的丰富度和功能多样性可能有助于成瘾的缓解和预防。而宿主的状态(包括生理和心理)与微生物群落多样性息息相关的,比如压力和焦虑也会出现低多样性的微生物群落。

这些结论也反向验证了这个模型框架的优势

  • 关注宿主-微生物组相互作用,特别是微生物引起的环境变化;
  • 可以设定时间步长,有助于研究长期的动态变化;
  • 用于建模复杂的生态系统,包括许多竞争的物种。这个模型可以被看作是一种生态位建设,其中一个物种群体在某个环境中构建了一个有利的生态位。

参考文献:

Lewin-Epstein O, Jaques Y, Feldman MW, Kaufer D, Hadany L. Evolutionary modeling suggests that addictions may be driven by competition-induced microbiome dysbiosis. Commun Biol. 2023 Jul 26;6(1):782. doi: 10.1038/s42003-023-05099-0. PMID: 37495841; PMCID: PMC10372008.

抑郁症与肠道微生物群有何关联

谷禾健康

抑郁症·肠道菌群

当一个人面临抑郁症时,一切看似平常的事都会变得很有挑战性。上班、与朋友社交,甚至只是起床都感觉很困难。

抑郁症是如今已是世界上最普遍的精神障碍之一,一直是心理学和医学领域的研究热点。抑郁症是一种需要预防和治疗的疾病——它并不是软弱或失败的表现。

抑郁症影响着数百万计的人们,造成抑郁症的因素有很多,包括创伤、生活压力事件、遗传基因、环境因素、药物滥用和其他心理健康问题。

虽然我们目前仍然不完全了解导致抑郁症的原因,一个新的研究领域涉及微生物群-肠-脑轴,证明可以控制认知功能。微生物组通过内分泌、免疫和神经活性途径影响肠脑通讯。后者包括微生物源性神经递质(例如,γ-氨基丁酸、血清素)和代谢物(短链脂肪酸和胆汁酸),以及脑源性神经营养因子。

本文我们主要来了解一下关于抑郁症肠道菌群之间的关系,它们之间的相互作用机制可能涉及肠脑轴、免疫调节、代谢途径、肠漏、神经炎症、HPA轴等多种途径,同时也列举了较多关于抑郁症的干预措施,希望为抑郁症的治疗和预防提供新的视角和方法

-正文-

01
什么是抑郁症?

抑郁症是一种复杂的疾病,有许多影响因素,包括多种生活方式、饮食、遗传和环境因素。

你是否知道自己正在经历抑郁症

据估计,全世界有超过3亿人至少经历过一次重度抑郁症。18-25 岁人群中重度抑郁发作的患病率最高

一开始,抑郁发作的症状可能只是感觉忧郁疲劳或“陷入困境”。因此,学习如何辨别平常的低落一天或只是感到忧郁和抑郁对于知道何时寻求帮助非常重要。

要符合抑郁发作的症状,个人必须在两周内几乎每天、全天经历抑郁情绪或兴趣丧失,以及同时经历其他四到五种症状。

常见的抑郁症状包括

  • 缺乏动力、疲惫和疲劳
  • 过多地认为自己毫无价值或内疚
  • 自杀意念或反复出现死亡念头
  • 自尊心降低
  • 自我封闭
  • 对一般事情都兴趣不大
  • 一些小事就会感到烦躁、烦恼
  • 无法有效决策
  • 难以专注于手头的任务
  • 烦躁、不安和焦虑
  • 认知处理迟缓、缓慢
  • 失眠或过度睡眠等睡眠问题
  • 饮食不足或暴饮暴食导致食欲改变

某些类型的抑郁症还可能出现以下症状

  • 像灌了铅一样的瘫痪感,身体沉重、疲劳
  • 被拒绝的敏感性
  • 无法解释的身体或精神疼痛,例如头痛、痉挛、紧张
  • 精神病(妄想、幻觉、思维混乱)

抑郁症的诊断标准

抑郁症的主要诊断标准包括:

  • 情绪低落或烦躁
  • 对愉快活动的兴趣下降,无法体验快乐
  • 体重显著增加或减少(一个月内变化 >5%)
  • 失眠或嗜睡
  • 精神运动性激越或迟缓
  • 疲劳或失去能量
  • 无价值感或过度内疚感
  • 思考或集中注意力的能力下降
  • 反复出现死亡或自杀的念头

然而,请注意,并非所有症状都必须出现才能被诊断为抑郁症:大多数患者仅具有完整“核心”症状的一部分。

抑郁症的类型

  • 重度抑郁症

包括情绪低落或失去兴趣的症状,大多数情况持续至少两周,影响日常活动。

  • 持续性抑郁症

也称为心境恶劣或心境恶劣障碍,是指持续时间较长(通常至少 2 年)的不太严重的抑郁症状。

  • 围产期抑郁症

指怀孕期间或怀孕后发生的抑郁症。在怀孕期间开始的抑郁症是产前抑郁症,在婴儿出生后开始的抑郁症是产后抑郁症。

  • 季节性情感障碍

是一种随季节变化而出现和消失的抑郁症,症状通常在秋末冬初开始,在春季和夏季消失。

  • 伴有精神病症状的抑郁症

是抑郁症的一种严重形式,患者会出现精神病症状,例如妄想(令人不安的、错误的固定信念)或幻觉(听到或看到别人没有听到或看到的东西)。

其他还有:

  • 双相情感障碍

以前称为躁狂抑郁症或躁狂抑郁症患者,也会经历抑郁发作,在此期间他们感到悲伤、冷漠或绝望,并且活动水平非常低。但双相情感障碍患者也会经历躁狂(或不太严重的轻躁狂)发作,或情绪异常升高,他们可能会感到非常高兴、烦躁或“兴奋”,活动水平显着增加。

已知的抑郁症危险因素

一些可能增加一个人患抑郁症风险的已知因素包括

  • 风险最高的年龄组是25-30岁之间的人
  • 女性患抑郁症的可能性大约是男性的两倍
  • 与已婚或从未结婚的人相比,离婚、分居或丧偶的人患抑郁症的风险相对较高。
  • 收入低的人可能面临更高的风险,并且随着收入的增加,总体抑郁症发病率往往会降低(但仅限于一定程度)
  • 有亲戚患有早发性重度抑郁症
  • 早期创伤或压力性生活事件
  • 虐待。对于那些可能在生物学上易患抑郁症的人来说,过去的身体、性或情感虐待与晚年的抑郁症有关。
  • 突发事件。因失去亲近的人而感到悲伤痛苦,会增加那些在生物学上容易患抑郁症的人患抑郁症的风险。搬家、失去工作、退休也是如此
  • LGBTQIA+ 群体成员的抑郁症发病率较高,患抑郁症的风险也较高。
  • 其他“共病”,例如心血管疾病、艾滋病、呼吸系统疾病、长期疼痛、癌症、帕金森病,也会增加一个人患抑郁症的总体风险。
  • 某些药物。例如,一些用于治疗高血压或肝病的药物可能会增加患抑郁症的风险。近 30% 有药物滥用问题的人还患有严重或临床抑郁症。

02
是什么引起的抑郁症?

抑郁症真的是由低血清素引起的吗?

神经递质是神经元用来将信号从一个细胞传递到另一个细胞的化学物质。神经递质有 100 多种不同类型,其中最著名的包括血清素、多巴胺和去甲肾上腺素等。

大多数最常见或广泛使用的抗抑郁药物(例如西酞普兰和许多其他药物)通常通过增加大脑中可用的神经递质血清素和去甲肾上腺素的量来发挥作用(即选择性血清素再摄取抑制剂或血清素-去甲肾上腺素再摄取抑制剂,或分别为“SSRI”和“SNRI”)。

注:西酞普兰是一种抗抑郁药,属于选择性血清素再摄取抑制剂(SSRI)类药物。是一种流行且用途广泛的处方药,用于治疗许多精神健康状况,包括抑郁、焦虑和创伤后应激障碍 (PTSD)。它于 2002 年获得 FDA 批准用于治疗抑郁症(成人和青少年)和广泛性焦虑症(成人)。

然而,其他一些抗抑郁——例如安非他酮(Wellbutrin)——主要作用于多巴胺和去甲肾上腺素(即去甲肾上腺素-多巴胺再摄取抑制剂,或“NDRIs”)。

尽管如此,低水平的血清素或去甲肾上腺素是否直接导致抑郁症仍然是一个悬而未决的问题。许多科学尝试证实抑郁症患者实际上具有异常低水平的这些神经递质,但有时未能完全验证其中的联系。

我们理解的抑郁症的另一个主要方法学局限性是,尽管抗抑郁药已经建立了生化机制(例如抑制单胺氧化酶(MAO),或抑制特定神经递质的再摄取),但抑郁症的诊断和治疗很大程度上基于主观报告症状,而不是特定生化标志物或其他“客观”生物指标的任何离散测量。

换句话说,这并不是通过测量一个人这些化合物的水平,然后得出他们是否“患有”抑郁症那么简单。此外,虽然大多数 SSRI 会立即增加大脑中的血清素水平和活动,但许多患者在服用药物数周或数月后才报告情绪有显著改善。

诸如此类的发现表明血清素水平可能只是与抑郁症共同相关的更为复杂的机制和生物变化链中的一个部分。

虽然抑郁症的“血清素缺乏”假说仍然存在争议,并且并非 100% 被所有研究人员普遍接受,但目前根据迄今为止可获得的总体证据和数据,它通常被认为是最佳的工作假说。也就是说与调节情绪、思维和行为的大脑回路故障有关,大脑化学物质对于健康的神经细胞连接非常重要。

抑郁症的遗传学

正如识别抑郁症特定生化“标记”的尝试都失败了一样,许多识别导致抑郁症特定基因或基因突变的尝试也只取得了有限的成功——可能是因为不同的抑郁症病例可能是由许多不同基因的突变以及独特的环境因素综合的。

几项综合研究(包括全基因组关联研究以及家族和双胞胎研究)报告的证据表明,对于某些情况或类型的抑郁症来说,大量个体基因之间的相互作用,以及这些基因与某些环境因素的复杂相互作用,可能只是部分原因。

例如,一项系统性全基因组关联研究(GWAS)报告称,许多与免疫系统功能和炎症相关的基因可能是影响一个人患抑郁症风险的可能遗传因素之一。

据报道,另一项全面的 GWAS 研究确定了许多与血清素功能、昼夜节律和其他神经递质相关的基因可能是抑郁症的遗传风险因素,如下表:

doi.org/10.1016/j.neuron.2014.01.027

对复发性/单相型重度抑郁症(“MDD-RU”)的家庭研究报告称,抑郁症诊断患者的一级亲属可能面临特别高的风险

血清素转运蛋白基因( SLC6A4 ) 也与重度抑郁症相关。SLC6A4和其他参与大脑血清素能系统的基因现在被认为是抑郁症易感性的“候选基因”,这也符合许多最常见的抗抑郁药物被认为主要作用于该系统的事实。

其他五个与抑郁症风险相关的“候选基因”包括:

  • APOE(载脂蛋白E)
  • DRD4(多巴胺受体D4)
  • GNB3(鸟嘌呤核苷酸结合蛋白亚基β3)
  • MTHFR(甲基四氢叶酸还原酶)
  • SLC6A3(钠依赖性多巴胺转运蛋白)

肠道菌群与抑郁症

肠道菌群与抑郁症之间存在一定的关联。肠道菌群是指人体消化道中的微生物群落,包括细菌、真菌、病毒等。它们与人体的健康和免疫系统密切相关。

微生物群-肠-脑轴

肠道和大脑之间存在着肠脑轴,通过神经、免疫和内分泌系统的相互作用进行沟通。肠道菌群可以通过产生代谢产物、神经递质和炎症因子等影响大脑功能和情绪调节。

炎症反应

肠道菌群失衡可能导致肠道黏膜的炎症反应,释放炎症因子进入血液循环,进而影响大脑功能。慢性炎症反应与抑郁症的发生和发展有关。

神经递质

肠道菌群可以影响神经递质的合成和代谢,如血清素、多巴胺和γ-氨基丁酸等,这些神经递质与情绪调节密切相关。

营养吸收

肠道菌群参与食物的消化和营养的吸收,它们可以合成维生素和其他有益物质,这些物质对大脑和情绪调节有影响。

而肠道菌群又受到多种因素的影响,比如:饮食、抗生素使用、生活方式、环境因素等。接下来章节,我们就肠道菌群与抑郁症展开了解它们之间密不可分的关联。

03
为什么说肠道菌群与抑郁症有关

抑郁症患者肠道微生物群存在特定生物标志物

一些研究发现,中度和重度抑郁症患者的肠道菌群特征是拟杆菌门富集,而重度患者中瘤胃球菌和真杆菌则减少

抑郁症个体与健康对照组相比,微生物群变化的总结如下:

Basiji K, et al., Metab Brain Dis. 2023

清除肠道细菌会加重抑郁/焦虑

根据一项早期的动物研究,在没有肠道细菌的情况下生长的啮齿动物(无菌大鼠和小鼠)缺乏成熟的肠内分泌系统(胃肠道的激素产生系统)。

与具有更典型肠道细菌水平的对应物相比,它们的几种不同主要神经递质的水平和活性也有所不同

一项初步的动物研究称,没有肠道细菌的小鼠可能会表现出自发运动的增加,该研究的作者将其解释为表明更加焦虑。他们进一步假设,这些行为差异可能是由于某些神经递质,包括血清素、多巴胺和去甲肾上腺素(去甲肾上腺素),在整个大脑中合成和代谢方式的差异造成的。

另一项研究着眼于肠道微生物与早期生活压力之间的潜在关系。在这项研究中,由于早年与母亲分离而经历压力和抑郁样症状的新生大鼠,当在其饮食中添加特定种类的细菌(双歧杆菌)时,其中一些症状会减轻。尽管抑郁相关行为的减少程度小于传统抗抑郁药物西酞普兰造成的减少,但这一初步发现仍然表明,理论上可以通过改变肠道微生物群的组成来“治疗”抑郁症。

其他一些来自动物研究的早期但有趣的证据表明,即使是复杂的行为也可以通过“粪菌移植”从一组小鼠“复制”到另一组小鼠。

一项动物研究报告称,抗生素(通过杀死肠道微生物组中的一些细菌种类来改变肠道微生物组)可能会影响小鼠表现出的“探索行为”的数量,甚至可能会改变大脑中某些重要化合物的水平,如脑源性神经营养因子(BDNF)。

引入特定的益生菌改善/减轻抑郁症状

您以前可能听说过“益生菌”——这是指将特定菌株(菌种)引入胃肠道的食品或膳食补充剂。

一些初步证据表明,使用益生菌“修改”人类肠道微生物组可能会产生一些心理影响。例如,据报道,某些益生菌补充剂可以降低健康非老年个体以及诊断为重度抑郁症(MDD)的非老年患者的抑郁症状严重程度评分。

同样,另一项早期研究报告称,定期服用含有瑞士乳杆菌和长双歧杆菌菌株的益生菌可能有助于减少健康志愿者的抑郁症。

最后,另一项初步研究报告称,嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌和两歧双歧杆菌的组合可能有助于部分减轻抑郁症状。

虽然这些作用背后的潜在机制尚不清楚或不明白,但一些研究人员指出,这些“益生菌治疗”可能会导致胰岛素水平降低、胰岛素抵抗和 hs- CRP水平降低,以及谷胱甘肽(一种主要天然物质)水平升高。抗氧化化合物用于重度抑郁症患者。

总的来说,虽然这项早期研究充满希望且令人兴奋,但还需要更多的研究来充分证实这些效应,并找出哪些机制可能导致这些有趣的效应。

04
肠道菌群影响抑郁症的机制途径

肠-脑轴

“肠-脑轴”是指肠道微生物群与大脑之间假设的“双向”连接。

肠-脑轴可能包括许多不同的潜在机制,包括在许多不同的器官系统和所涉及的单个细菌物种之间产生的各种神经、化学、体液和免疫信号。

虽然许多不同的疾病和健康状况可能受到肠-脑轴的影响,但一些研究人员特别关注肠-脑相互作用在抑郁症发展中可能发挥的作用。

微生物群-肠-脑异常导致抑郁症

DOI: 10.1007/978-981-19-7376-5_10

免 疫 途 径

微生物群-肠道-免疫-神经胶质轴

微生物群对小胶质细胞稳态的重大贡献,无菌小鼠表现出小胶质细胞的整体缺陷,细胞比例改变和不成熟的表型,导致先天免疫特性受损

值得注意的是,复杂微生物群的重新定殖,部分恢复了小胶质细胞的特征,而微生物群衍生的短链脂肪酸调节了小胶质细胞的稳态。

神经胶质细胞,包括小胶质细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞和室管膜细胞,与神经元相互作用,影响大脑健康和疾病(如抑郁症)。

神经胶质功能可能由肠道微生物群通过神经和化学信号途径驱动。肠道微生物群对小胶质细胞从促炎到抗炎的激活状态具有重要意义,小胶质细胞功能障碍可以触发抑郁症中神经炎症的信号级联反应。

脑功能、脑小胶质细胞(Iba1)和外周炎症细胞因子的改变(如TNF-α、IL− 1β 、IFN-γ,IL-12)。通过肠-脑轴调节小胶质细胞激活状态(M1、M2)可能是治疗抑郁症的一种有前途的治疗方法。

脑神经炎症中脑-肠-微生物轴(Th17/Treg)

许多临床前和临床研究表明,Th17 和 Treg 细胞对抑郁症有显著影响。

注:

TH17细胞是一种产生促炎细胞因子的T细胞亚群,TH17细胞的异常活化和功能异常与多种炎症性和自身免疫疾病的发生和发展有关,Treg细胞主要通过产生抑制性细胞因子和细胞接触来抑制免疫反应

TH17细胞和Treg细胞之间的平衡是免疫系统正常功能的重要组成部分。当TH17细胞过度活化或Treg细胞功能受损时,可能导致免疫系统失衡,从而引发炎症性和自身免疫疾病。

肠道 Th17 和 Treg 细胞受到肠道微生物群的调节,而大脑相关的 Th17 和 Treg 细胞则维持免疫稳态,以控制怀孕期间的神经炎症、小胶质细胞激活、星形胶质细胞激活和大脑发育。

值得注意的是,Th17 和 Treg 细胞之间的不平衡,或 Th17/Treg 细胞的比例异常,在抑郁症中发挥着关键作用。

Th17/Treg 细胞是脑神经炎症中脑-肠-微生物轴调节所特别需要的。受肠道微生物群调节的 Th17 和 Treg 细胞之间的不平衡可能会赋予机体抵抗力和对压力的敏感性。

特定的肠道微生物群,如分节丝状菌、梭状芽胞杆菌、脆弱拟杆菌、罗伊氏乳杆菌和双歧杆菌,及其代谢产物如短链脂肪酸和ATP,也参与 Th17/Treg 活性,从而形成 Th17 和 Treg 细胞之间的不平衡。

除了脑神经炎症之外,炎症还可以发生在身体其他部位和系统,比如周围炎症,胃肠道炎症等。

炎 症 因 子

抑郁症和炎症的相互作用就像一个互相助长的恶性循环。炎症是抑郁症发展的主导力量之一。长期的神经炎症会影响大脑功能,这可能会决定个人的情绪和行为。

抑郁症的细胞因子假说来自于观察,即抑郁症的几种症状类似于“疾病行为”,例如嗜睡、发烧、食欲下降、对探索行为或性活动的兴趣下降等。

一些研究人员提出,从进化的角度来看,疾病行为可能是有意义的,因为其中许多行为可能有助于治愈或减少疾病的传播。例如,隔离病人可能会降低他们传播感染的几率。

抑郁症相关炎症因子变化

周围炎症与抑郁症密切相关。抑郁症患者的炎症标志物包括:

血清 IL-6、IL-1β、C反应蛋白升高

肠道炎症性疾病患者抑郁行为的并发率很高

根据一些报告,患有胃肠道炎症等健康问题的人抑郁和焦虑症状的发生率在统计上有所增加。一些研究人员估计,高达 50-90% 的 IBS患者还同时患有某种精神疾病。

根据最近的《自然》杂志评论,尽管存在明显的异质性,但 IBD 抑郁症状(包括克罗恩病和溃疡性结肠炎)的总体患病率超过 20%。随着时间的推移,抑郁症状加剧与活动性IBD的几率增加有关。

前扣带皮层(ACC)可能是大脑中的一个交叉点,它会感知肠道炎症和不适当的反应,从而增加患抑郁症的风险。

用促炎细胞因子引发炎症的同时诱发抑郁

对人类或动物施用促炎细胞因子进行治疗会诱发抑郁症状。虽然 SSRIs(选择性血清素再摄取抑制剂)通常不会直接减轻“疾病行为”,但据报道,它们可以减少促炎细胞因子,并增加抗炎细胞因子,这一机制也与抑郁症的细胞因子假说一致

给予脂多糖 LPS 会增加细胞因子的血浆浓度,同时诱发抑郁症状。

然而,抑郁症的正式诊断标准(由 DSM 定义)和“疾病行为”本身之间存在一些细微差别,并且关于炎症是否真的导致抑郁症的证据是相互矛盾的。

并非所有炎症患者都患有抑郁症,也并非所有抑郁症患者都具有高炎症标志物,炎症(可能与血清素缺乏相似)可能只是抑郁症的一个诱因,而不是唯一的直接原因。换句话说,炎症细胞因子的异常调节可能只是一个更加复杂的谜题的一部分,并且需要更多的研究来充分探索这些潜在联系所涉及的机制。

肠漏——炎症——抑郁症

肠粘膜屏障粘膜免疫系统是帮助防止肠腔内的肠道微生物直接与肠道免疫系统相互作用的两个主要机制。如果这些屏障受到损害,细菌可能会易位,激活免疫系统,从而引发炎症。

注:这些屏障受到损害的情况有时非正式地被称为“肠漏”。

一项动物研究报告称,肠道屏障受损的小鼠表现出与焦虑相关的行为增加,并且一旦肠道屏障恢复或引入益生菌后,这些行为就会消退

根据一项针对人类的初步研究的作者,IgA 和IgM等血清抗体通常会被激活以对抗有害的肠道细菌。因此,这些抗体的存在是肠道屏障受损的一种潜在生物指标,一项研究甚至报告称,这些抗体水平升高可用于识别抑郁症患者,准确率高达 90%

尽管这种现象背后的机,但一些研究人员认为“坏”肠道细菌可能通过 TLR4 受体引发炎症

诱发炎症

LPS 与 TLR4 结合激活免疫细胞,激活NF-κB(一种细胞内信号分子),进而促进促炎细胞因子的产生,包括 TNF-α  IL-1 以及环加氧酶-2

加剧炎症

相同的过程还诱导氧化和亚硝化应激途径,通过进一步激活烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶来增加诱导型一氧化氮的表达和活性氧 (ROS) 的产生。ROS 超载不仅会激活 NF-κB,还会导致 DNA 损伤和细胞死亡,这两个过程都会加剧炎症状态

促炎循环——抑郁症

包括干扰素-α、IL-6、IL-1β 和 TNF-α 在内的细胞因子以及氧化和亚硝化应激途径可能会导致紧密连接屏障松动,从而在肠道通透性过高和宿主免疫反应之间形成促炎循环。

这个循环至少部分解释了抑郁症患者慢性低度但持续的炎症状态。

总的来说,这些机制及其影响复杂,值得更多的研究来验证这些初步发现。

激 素

影响我们身体功能的许多方面,包括新陈代谢、生长、性健康和生殖系统功能。我们的心理健康受到激素的强烈影响,因为激素在情绪的调节中发挥着重要作用。这里我们来了解几种常见的和抑郁症相关的激素。

皮质醇

皮质醇是一种压力激素,由肾上腺分泌。这种激素负责通过选择使用哪种底物以及应消耗多少底物来调节能量。如果皮质醇水平过高或过低,可能会开始出现抑郁症。皮质醇水平低与过度疲劳、难以处理压力情况、不可预测和不稳定的情绪以及性欲下降有关。

雌激素

雌激素在大脑中扮演着重要的角色,它们参与调节神经递质的活动,如血清素、多巴胺和去甲肾上腺素等。这些神经递质与情绪调节密切相关,因此,雌激素的变化可能会对情绪产生影响。

女性患抑郁症的风险要高于男性,这与雌激素和孕激素变化有关。在月经周期、孕期和更年期等生理状态的激素波动可能影响情绪和抑郁症发病风险。

使用雌激素治疗抑郁症的疗效和安全性仍存在争议,因此,使用雌激素治疗抑郁症需要谨慎。

黄体酮

黄体酮有助于平衡体内雌激素水平。它还有助于改善睡眠模式,使人感到更平静。如果黄体酮水平不平衡,可能会变得烦躁或晚上无法入睡,这可能影响抑郁症。

代 谢 产 物

// 短 链 脂 肪 酸

短链脂肪酸在肠腔中具有多种功能,如氧化还原平衡、维持肠屏障完整性、肠道激素产生和表观遗传调节。然而研究表明,短链脂肪酸与抑郁症等精神疾病有关。

短链脂肪酸由肠道微生物群合成,主要由AKK菌、双歧杆菌、粪杆菌、毛螺菌科、乳酸杆菌和瘤胃球菌等物种合成。

短链脂肪酸与抑郁症的关联

已知短链脂肪酸调节神经反应的不同途径,如:

  • 刺激小胶质细胞成熟和稳态或抑制组蛋白脱乙酰酶活性,从而改变基因表达。
  • 乙酸盐可以穿过血脑屏障并降低食欲
  • 丁酸盐通过诱导调节性T细胞分泌IL-10 作为抗炎分子,这对免疫稳态很重要,其耗竭与抑郁样症状增加有关。

短链脂肪酸诱导肠道神经肽的释放,例如YY肽(YYP)和胰高血糖素样肽2(GLP-2)肽,以及参与维持肠道屏障、细胞代谢和饱腹感的激素。

戊酸与抑郁症有关,主要由Oscillibacter产生。缬草酸的结构与GABA,并可与其受体结合,这可能在严重抑郁障碍中发挥重要作用

在抑郁症患者的粪便中发现了更高量的异戊酸,这表明微生物群和异戊酸与抑郁症有关。

在一项针对有抑郁症状患者的研究中,粪便中的乙酸盐水平与这些患者呈正相关,而丁酸盐和丙酸盐水平则呈负相关

在一项针对患有抑郁症的波兰妇女的类似研究中,与非抑郁症患者相比,抑郁症患者粪便中的乙酸盐和丙酸盐水平降低,而异己酸含量增加。这些发现表明,为了保持心理健康,特定的短链脂肪酸水平和微生物群之间必须保持平衡。

// 胆 汁 酸

胆汁中的一种重要成分——胆汁酸,是由肝脏中的胆固醇产生的,它们与肠道菌群协同调节胆固醇代谢,帮助脂质消化和吸收。胆固醇通过肝细胞代谢为原代胆汁酸;之后被输送到胆囊,最终在十二指肠中被释放。到达肠道后,肠道细菌从初级胆汁酸中产生次级胆汁酸(脱氧胆酸和石胆酸)。只有一些细菌,主要是梭菌和真细菌,负责次级胆汁酸的合成。

胆汁酸改变了神经递质受体的功能,如M2和M3毒蕈碱乙酰胆碱、GABA和N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体。在对培养的下丘脑神经元的体外研究中,鹅去氧胆酸抑制GABA和NMDA受体。

胆汁酸与抑郁症的关联

中国的一项研究表明,与健康对照组相比,重度抑郁症患者的2,3-脱氧胆酸水平较高,而牛磺酸(TLCA)、甘胆酸(GLCA)和3-硫酸胆酸水平较低,这与汉密尔顿抑郁量表(HAM-D)评分呈负相关

同样在这项研究中,这些菌Turicibacteraceae、TuricibacterialesTuricibacter与TLCA和GLCA水平呈正相关

在美国的另一项研究中,与不太严重的抑郁症患者相比,严重抑郁症患者的原发胆汁酸鹅去氧胆酸水平降低。因此,肠道菌群可以通过胆汁酸改变诱导中枢神经系统疾病,如重度抑郁症。

次级胆汁酸合成的减少会导致微生态失调,并改变肠道屏障的通透性,诱导促炎性基调,从而导致抑郁症的发病机制。

神 经 递 质

肠道细菌是血液中化学物质(代谢物)的主要调节剂。其中一些是在大脑中制造神经递质的“成分”或“构件”(代谢前体)

换句话说,这意味着肠道细菌可能能够对某些神经递质的水平和活动产生一些影响,这反过来又可能使它们能够影响大脑活动和行为(尽管是间接的)。

肠道细菌可以通过多种方式调节神经递质的产生

首先,肠道细菌可以合成和分解多种神经递质,如γ-氨基丁酸(GABA)、多巴胺、血清素等。这些神经递质可以通过门脉循环影响迷走神经的传入通路,它们在大脑中起到调节情绪、认知和行为的重要作用。

GABA是大脑中的主要抑制性神经递质。

  • 如青春双歧杆菌PRL2019 和青春双歧杆菌HD17T2H 是青春双歧杆菌菌株中独特的 GABA 生产者。青春双歧杆菌的抗焦虑和抗抑郁作用与其减少炎症和炎症的能力有关。
  • 其他还有拟杆菌、真杆菌、双歧杆菌、鼠李糖乳杆菌、植物乳杆菌等也合成GABA。

谷氨酸是大脑中最丰富的兴奋性神经递质,负责在神经细胞之间发送信号,其在大脑中的合成取决于神经元和星形胶质细胞之间的合作,肠道中的肠内分泌细胞亚群能够合成谷氨酸,并利用它通过迷走神经将快速信号传输到大脑。关于谷氨酸详见我们之前的文章:

兴奋神经递质——谷氨酸与大脑健康

去甲肾上腺素在中枢神经系统内发挥作用,同时充当应激激素。它有助于“战斗或逃跑”反应,并与唤醒、注意力和聚焦机制相关。

多巴胺参与奖励处理和动机以及运动控制。

  • 多种菌群参与多巴胺的释放、合成和生物利用度:如普氏菌属、拟杆菌属、乳酸菌属、双歧杆菌属、梭菌属、肠球菌属、瘤胃球菌属等。

肠道微生物群对多巴胺代谢副产物的影响

doi: 10.3390/biomedicines10020436

1) 粪球菌属Coprococcus comesCoprococcus catus与多巴胺合成潜力密切相关

2) 破伤风梭菌对多巴胺具有降解作用,通过多巴胺中间体促进降解为高香草酸

3) 鼠李糖乳杆菌下调MAO

4) 植物乳杆菌DR7下调多巴胺β-羟化酶

5) 梭状芽孢杆菌显示下调多巴胺β-羟化酶

6) 植物乳杆菌PS128给药改善多巴胺代谢并增加去甲肾上腺素水平

血清素,也称为 5-羟色胺 (5-HT),参与调节情绪、食欲、睡眠和其他身体功能。

  • 一些特定的菌属如念珠菌、链球菌和埃希氏菌可以直接产生5-HT,影响外周和大脑的5-HT水平。
  • 脆弱拟杆菌、均匀拟杆菌的定植会损害海马神经发生并消耗大脑中的血清素水平,从而加剧抑郁状态。

其次,肠道细菌可以影响神经递质的合成和代谢途径。例如,某些细菌可以产生短链脂肪酸,如丙酸、丁酸和乙酸,这些短链脂肪酸可以促进神经递质的合成和释放

肠道细菌还可以通过与肠道上皮细胞和免疫系统的相互作用间接影响神经递质的产生。肠道细菌可以调节免疫系统的活性,影响免疫细胞的分泌和反应,从而影响神经递质的合成和释放。

肠道细菌、炎症和血清素

氨基酸色氨酸是大脑用来产生神经递质血清素的主要“构件”(代谢前体)之一。虽然色氨酸消耗并不总是导致抑郁症,但一些研究人员认为,血清色氨酸偏低有时可能会导致易感人群抑郁症。根据前面,我们可以看出血清脯氨酸和血清色氨酸与抑郁症的发展有一定关系。

一些研究表明,某些促炎细胞因子(例如 IFN-α、IFN-γ和TNF-α)水平的增加可能会刺激吲哚胺-2,3-双加氧酶( IDO )的活性,从而在转刺激色氨酸转化为神经毒性化合物,包括犬尿氨酸和喹啉酸。

基于此,一些研究人员认为,可能是这些神经毒性物质,而不是色氨酸消耗本身,可能致抑郁症的发生。

肠道细菌和炎症可能会影响血清素代谢:

色氨酸代谢途径的犬尿氨酸

DOI: 10.1038/sj.mp.4001600

扩展阅读:

色氨酸代谢与肠内外健康稳态

应 激 反 应

重度抑郁症患者表现出应激反应系统(例如HPA 轴)过度活跃。它主要表现为腺体反应性增加、激素分泌破坏和负反馈失调。这些疾病可能进一步导致肠道炎症、神经元损伤和皮质醇过度产生,所有这些都与抑郁症相关。

此外,HPA 轴功能障碍的解决与抑郁症的缓解(“治愈”)密切相关,表明它们之间存在某种相互联系。

早期生活压力—肠道菌群—应激反应形成

一项针对大鼠的动物研究报告称,将新生儿从母亲身边带走所产生的压力(母亲分离压力)可能会导致后代肠道微生物组发生巨大的长期变化。母亲分离是早期生活压力的一种模式,它通过改变 HPA 轴、免疫系统和氨基酸代谢以及影响微生物群组成来诱发焦虑和抑郁。

早期生活压力可能使人以后对压力更加敏感。

doi.org/10.3389/fneur.2022.1015175

  • 在健康状况下,正常的迷走神经张力可以保护肠道屏障并抑制巨噬细胞释放前细胞因子 TNF-α。
  • 在应对压力源时,迷走神经张力会降低,从而促进肠道屏障受损并释放TNF-α。
  • 肠道屏障受损会促进细菌移位,从而激活免疫系统并诱导免疫介质。
  • 通过循环系统,肠道和系统炎症最终导致神经炎症。

迷 走 神 经

  • 迷走神经被认为在控制食物通过肠道的运动(蠕动)方面发挥着重要作用,并刺激用于在肠道细胞和肠道天然微生物之间沟通的各种化合物的分泌。
  • 迷走神经也可能在肠嗜铬细胞分泌血清素中发挥作用。
  • 该神经连接(“神经支配”)大脑的许多区域,包括中缝核,这是参与大脑其他部分产生和分泌血清素的主要区域之一。
  • 尽管情况并非总是如此,但切断迷走神经通常会减弱益生菌对小鼠抑郁和焦虑的影响,例如在这两项研究中:
  • 引入鼠李糖乳杆菌改变小鼠大脑中的γ-氨基丁酸(GABA) 受体功能,导致小鼠焦虑程度更高,抑郁程度减轻。
  • 患有传染性结肠炎的小鼠也表现出类似焦虑的表型,据报道,通过在饮食中引入细菌菌株长双歧杆菌(NCC 3301)可以使这种表型正常化。长双歧杆菌可以减少类似焦虑的行为,尽管没有报道称它对潜在的结肠炎本身有任何直接影响。
  • 美国FDA于2001 年认可迷走神经刺激(VNS) 作为治疗难治性抑郁症的潜在治疗方法。根据一项针对难治性抑郁症患者的小型临床试验,该治疗的长期缓解率约为 44%,治疗一年后缓解率约为29%。
  • 在这项初步临床试验中观察到的迷走神经刺激的成功治疗结果表明,迷走神经可能充当肠道和大脑之间沟通的关键调节器,尽管迷走神经控制的其他器官途径也可能对此做出贡献。
  • 另一项追踪抑郁症患者 HPA 轴功能障碍的研究报告称,迷走神经刺激也可以解决 HPA功能障碍以及抑郁症状。

虽然迷走神经无法到达管腔内容物,但它可以通过与肠内分泌细胞的通信间接感知肠道信息。

迷走神经传入将信号从肠道菌群传递到中枢神经系统

doi.org/10.3389/fneur.2022.1015175

肠道细菌、肠嗜铬细胞、迷走神经

肠道微生物组可能用来与中枢神经系统沟通的其他机制之一是通过肠嗜铬细胞(ECC)和迷走神经。

例如,一些研究人员目前认为肠嗜铬细胞迷走神经可能参与肠道细菌和大脑之间的通讯,尽管我们仍然不完全了解如何进行。

肠嗜铬细胞感知肠道细菌并分泌血清素

肠嗜铬细胞(ECC) 遍布整个消化道

  • 它们可能在检测肠道中各种类型的细菌和食物中发挥作用(通过“ Toll 样受体”)
  • 反过来,这些细胞可能会分泌血清素和其他信号肽以响应各种刺激(例如某些食物、微生物因素或细菌毒素)
  • 肠嗜铬细胞分泌的血清素刺激胃肠运动;因此,致病菌往往会增加肠道中的血清素信号,从而引发“潮红”运动,从而可能引起腹泻或呕吐。
  • 肠嗜铬细胞还含有促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)受体,以及各种主要神经递质,如GABA、乙酰胆碱和肾上腺素(肾上腺素)

HPA轴

HPA轴是指下丘脑-垂体-肾上腺轴。HPA轴的功能紊乱可能导致患者出现情绪失调和应激反应的异常。

肠道菌群如何影响 HPA 轴?

肠道菌群失调与炎症之间存在密切关系。这些细胞因子也是 HPA 轴非常有效的激活剂。促炎细胞因子可以干扰皮质醇循环的负反馈,刺激HPA轴的活性。

肠道菌群还可以通过其他能够穿过血脑屏障的介质(例如微生物抗原和前列腺素)刺激 HPA 轴

除了依赖这些介质之外,细菌还可以直接参与干预过程。例如,LPS和肽聚糖可以通过激活先天免疫系统来激活HPA轴,最终诱发抑郁症)。

还有证据表明,肠道菌群可以直接调节肠道和肾上腺中的类固醇生成,从而增强 HPA 轴反应。

肠道菌群衍生的代谢物也通过体液途径参与调节 HPA 轴。例如,慢性吲哚(拟杆菌属、乳杆菌属和梭菌属)可诱导肾上腺髓质 Pnmt 基因过度表达。它可以与去甲肾上腺素一起增加肾上腺素能系统中儿茶酚胺的生物合成途径。这样,吲哚可以增加小鼠在慢性轻度应激下的脆弱性,最终导致抑郁行为

除此之外,肠道菌群还可以通过调节 HPA 轴在抑郁症中发挥积极作用。例如,其下游代谢物短链脂肪酸可以降低HPA轴中一些编码蛋白的基因表达,从而减弱HPA轴的应激反应。

最后,肠道菌群还可以影响膈下迷走神经的信号输入。孤束核通过去甲肾上腺素能神经元激活 HPA 轴。

据报道,单胺再摄取抑制剂(MAO-Is) 可以降低糖皮质激素受体抵抗,从而减少 HPA 轴功能障碍。这使得一些研究人员提出,针对大脑 HPA 轴的药物可能是治疗重度抑郁症的潜在有效方法。

05
如何降低抑郁症形成和发展

1. 尽早判别

如果发现抑郁症的迹象,请及时进行身体检查,帮助确定症状是否可能与抑郁有关,并寻求专业医疗帮助进行抑郁症的诊断和治疗干预。

诊断抑郁症是一个多步骤的过程,通常当有人注意到己感觉不太像自己时就开始了。在某些情况下,一个人的朋友和家人可能会首先注意到抑郁症的微妙迹象。相关判别方式有:

// 量表

医疗和心理健康专业人员使用既定的、研究支持的指南、筛查工具、检查表和其他标准来帮助他们诊断抑郁症。

DSM-5

心理健康专家可能使用美国精神病学协会出版的《精神障碍诊断与统计手册》(DSM-5) 中列出的抑郁症诊断标准。

注:《精神疾病诊断和统计手册》(DSM)是一本为诊断精神疾病的临床医生提供指南的手册。对每种情况进行分类,并给出一套明确的标准,必须满足这些标准才能做出诊断。

DSM-5 包含了评估自杀风险的新量表:一种针对成人,另一种针对青少年。

要诊断为重度抑郁症,一个人的症状必须符合 DSM-5 中概述的标准。悲伤、情绪低落和对日常活动失去兴趣的感觉必定标志着一个人以前的状态发生了变化,并且持续了至少两周

这些感觉还必须伴有至少五种其他常见的抑郁症状,包括:

  • 食欲改变、体重减轻或增加
  • 睡太多或睡不好(失眠)
  • 大部分时间感到疲劳和精力不足
  • 感到毫无价值、内疚和绝望
  • 无法集中注意力,可能会干扰家庭、工作或学校的日常任务
  • 动作异常缓慢或激动(这种变化通常会被其他人注意到)
  • 思考死亡和临终;自杀意念或自杀企图

这些症状必定会导致个体出现临床上显著的痛苦或社交、职业或其他重要功能领域的损害

这些症状不能归因于药物或物质滥用,也不能是由其他身体疾病引起的。

除了DSM-5,还有一些常用的抑郁症量表,用于评估抑郁症的严重程度和症状表现。常见的抑郁症量表包括:

  • Beck抑郁量表(BDI):

用于评估抑郁症状的程度。

  • Hamilton抑郁量表(HAM-D):

临床评估工具,用于评估抑郁症状的严重程度。

  • 心境障碍问卷(MDQ):

用于评估双相情感障碍,包括抑郁症和躁狂症。

这些量表可以帮助医生更全面地评估抑郁症的症状和严重程度,以指导治疗计划的制定。

抑郁症的诊断主要是基于临床评估和心理评估,其他也包括一些实验室测试来辅助判别

// 实验室测试

用于识别生物标志物并应用于诊断重度抑郁症的基因组、蛋白质组和代谢分析仍处于起步阶段。

炎症标志物

严重抑郁症与细胞因子或其可溶性受体升高有关,包括:白细胞介素IL-2、可溶性 IL-2 受体 (sIL-2R)、IL-1b、IL-1 受体拮抗剂 (IL-1Ra)、IL -6、可溶性 IL-6 受体 (sIL-6R) 和 γ-干扰素

一项病例对照研究发现,血清抵抗素(一种细胞因子和代谢标志物)水平与非典型抑郁症症状相关,抑郁症受试者的脂联素水平低于对照组。

BDNF(脑源性神经营养因子)

与对照组相比,抑郁症受试者的血清水平通常较低,并且血清BDNF水平在抗抑郁治疗后升高。血清BDNF可以作为区分单极性和双极性抑郁症的生物标志物。

皮质醇

HPA轴功能障碍已在抑郁症的病因中得到观察。抑郁症患者的高皮质醇血症表现为24小时平均血清皮质醇浓度升高和24小时尿液皮质醇排泄增加。

新型血液测试

一种新的血液测试被描述用于重度抑郁症的诊断。该测试由9种生物标志物组成,包括α-1抗胰蛋白酶、载脂蛋白CIII、BDNF、皮质醇、表皮生长因子、髓过氧化物酶、催乳素、抵抗素、可溶性肿瘤坏死因子αII型,均通过标准免疫测定进行测量。

促甲状腺激素

促甲状腺激素(TSH)被纳入并单独报道,用于评估抑郁症的总体评估中的甲状腺功能减退甲状腺功能亢进。内源性抑郁症患者的基础血清TSH水平通常较低,从基线到峰值的TSH变化也较低。抑郁症可能与亚临床甲状腺功能减退或轻度甲状腺功能衰竭有关。

肠道菌群健康检测

某些菌群的异常与抑郁症之间可能存在相关性。肠道菌群检测可以在抑郁症的早期进行风险提示,当临床症状不明显存在疑难病例时,结合肠道菌群检测结果,可以提供更加全面的信息,辅助医生进行准确的诊断。

2. 生活方式

有时候,我们口头说的“抑郁症”很多情况是短暂的抑郁情绪,还不是重度抑郁症,可以趁抑郁症在早期阶段,通过改变生活方式对其进行干预和管理。

// 饮 食

饮食选择显著影响其他身体系统,例如内分泌、免疫和胃肠道系统。

避免不健康饮食

限制摄入食品添加剂、糖、饱和脂肪酸和精制碳水化合物等。

近年来,研究表明,西方饮食中富含加工或油炸食品、糖、精制谷物和酒精,与抑郁和焦虑症状呈正相关。2020 年的一项研究发现,食用加工食品会引发体内炎症,并对免疫系统产生连锁反应,可能会增加出现抑郁症状的风险。

富含脂肪的饮食可能促进焦虑和抑郁的发展或持续。高脂肪摄入不仅会导致肥胖,还会引起身体系统广泛的炎症。肠道微生物组可能会改变高脂肪饮食的有害影响,改善情绪和行为。

通过避免受污染的食物,改善饮食质量,增强身体的免疫力,并有助于抑郁症的治疗和康复。环境重金属污染的食物可能会含有铅、汞、镉等有害物质,海鲜也是需要格外关注的食物类型,因为海产品往往容易受到汞等重金属的污染。抑郁症患者需要特别留意,避免摄入这些污染物。

高脯氨酸食物与抑郁症相关

来自西班牙巴塞罗那赫罗纳生物医学研究所 (IDIBGI) 和庞培法布拉大学 (UPF) 的研究人员发现,较高的脯氨酸摄入量与抑郁症的发展有关。这项研究的结果发表在《细胞代谢》杂志上。

为了更多地了解饮食是否会导致抑郁症的发生,IDIBGI 研究人员将大约 100 名受试者分为三类非抑郁症、轻度抑郁症和重度抑郁症。从那里,他们分析了抑郁症诊断与肠道微生物组组成之间是否存在关系。

通过对氨基酸的代谢物分析,研究人员能够将体内脯氨酸与抑郁症评分最紧密地联系起来。

为了了解这种脯氨酸从何而来,研究人员依靠包含参与者饮食信息的调查问卷。脯氨酸再次成为对抑郁症影响最大的饮食因素。

在健康的受试者中,脯氨酸的摄入量是与抑郁评分最相关的项目。在进一步确定小鼠体内脯氨酸/抑郁症的联系后,研究人员试图通过将人类受试者的肠道细菌移植到小鼠体内来证实他们的发现。接受脯氨酸含量最高的细菌的小鼠表现出更多的抑郁症状。

什么是脯氨酸?

我们体内的蛋白质由 20 种特定氨基酸的各种组合组成,其中 9 种被认为是“必需的”。身体无法自行制造这九种氨基酸,我们需要通过饮食摄入它们。

脯氨酸是一种非必需氨基酸,这意味着我们的身体在生命的大多数阶段都可以产生足够的量。然而,在压力、康复或成长时期,这种氨基酸变得至关重要,因为我们的需求量超过了我们身体的制造量。

富含脯氨酸的食物

脯氨酸主要存在于许多动物源食品中。“脯氨酸最重要的来源是明胶和动物皮,这些食物富含胶原蛋白,是这种氨基酸的天然来源。

事实上,脯氨酸约占胶原蛋白总氨基酸的 10%。因此,含有胶原蛋白的食物,如骨头汤、鸡翅(带皮)、猪皮和明胶,是这种氨基酸的丰富来源

大多数肉类、鱼类和乳制品也含有脯氨酸。

需要避免脯氨酸来降低抑郁风险吗?

根据这些结果,看起来有必要从饮食中去除任何含有脯氨酸的食物,以降低患抑郁症的风险。

根据研究作者和我们经验还是不要那么绝对。毕竟许多富含脯氨酸的食物,包括肉类、鱼类和奶制品,都富含对正常生长、发育和免疫支持至关重要的营养素。

在建议减少饮食中这部分食物之前,我们认为需要进行更多的研究。

当然,关于抑郁症的饮食干预不只是避免某些食物的摄入,而是要建立一个全面健康的饮食习惯

健康饮食

2019 年的一项研究发现,富含水果、蔬菜、鱼类和瘦肉的健康饮食有助于降低抑郁症的临床水平。

有研究发现西班牙护理学生坚持地中海饮食与心理健康问题之间存在很强的相关性。坚持地中海饮食的参与者比没有坚持的人的焦虑和抑郁分数要低得多

地中海饮食(主要是纤维、鱼和全谷物),已被证明可以通过增加产短链脂肪酸菌丰度来调节肠道菌群组成,从而减少抑郁症的发作

也有研究发现强有力的证据表明,适度限制热量的健康饮食有助于改善抑郁症状。

多酚还被证明可以通过抑制参与氧化应激和炎症的丝裂原激活蛋白激酶途径来改善抑郁症状。多酚还作为益生元为微生物提供营养,两者相辅相成。

一项干预性随机临床试验表明,富含类黄酮的橙汁可以通过增加BDNF和毛癣菌科Trichophyton来缓解抑郁症。

总的来说,富含 omega-3 多不饱和脂肪酸 (PUFA) 的食物,大量摄入蔬菜、水果、鱼、橄榄油、大豆、全谷物的健康饮食模式可能与降低抑郁风险相关。

相关阅读:

饮食与抑郁症密不可分,一文涵盖多种生物学机制

深度解析 | 炎症,肠道菌群以及抗炎饮食

// 动起来

缺乏身体活动是抑郁和焦虑的常见危险因素。在治疗重度抑郁症方面有大量研究表明,体育锻炼已被证明有助于预防、缓解和治疗症状。

定期锻炼对身体有好处,有助于增强力量和健康,而且对大脑和神经系统也有帮助。在剧烈运动期间,身体会释放内啡肽和多巴胺等神经递质,这有助于增加愉悦感和幸福感。

// 注重睡眠质量

睡眠质量是幸福感的重要指标。80% 的抑郁症患者自我报告存在睡眠障碍。晚上适当的休息(不要太多或太少)是控制抑郁症和保持精力充沛的好方法。为了达到最佳健康状态,建议七到八小时

除了适当的休息之外,充足的睡眠还有助于注意力、认知、记忆形成和情绪调节。

如果有睡眠问题,请持续保持良好的睡眠习惯。比如收起电子产品,睡前写日记,并制定一个轻松的睡前习惯来放松身心。

如果睡眠无法改善,请寻求医生的帮助。

// 冥想正念

当您处于抑郁状态时,很容易陷入消极的想法和情绪中。正念、冥想和呼吸练习可以成为抵御压力和焦虑、让你的大脑专注于当下的一种方法。还可以将正念应用于创造性追求,其中可能涉及日记、绘画、唱歌、玩耍、跳舞等活动。

从生物学角度来看,冥想对某些生理功能具有积极、显著的影响。练习冥想可以影响大脑结构、大脑网络,保持自主神经系统的稳态,甚至影响我们基因的运作方式。

练习正念也可以导致知觉转变。你的想法和情绪不再被视为压倒性的事件,而是一个有助于洞察和平静的时刻

// 走出去,感受新鲜空气

抑郁症的症状之一是很难起床,完成基本任务可能需要付出巨大的努力。如果忽视户外活动而更多地待在室内,可能会扰乱睡眠和昼夜节律,并导致维生素D 不足。

维生素D 水平下降与抑郁症之间可能存在关联。尽管研究仍然很少,但越来越多的研究表明维生素D 可以在缓解抑郁症方面发挥治疗作用。然而,它在促进免疫功能健康、细胞生长和维持骨骼健康方面的益处是众所周知的。

为了摆脱抑郁症,充足的自然阳光照射有助于满足每日维生素D。拥抱自然疗法,感受皮肤上的阳光,并在街区周围散步以改变环境。

// 依靠爱的人

当你感到沮丧时,你很容易孤立并拒绝与人交往的尝试。或者你可能在人群中却仍然感到孤独。然而,人类天生就是社会性动物。如果你的社会支持质量下降,它可能会加剧抑郁症状,并产生更多的孤独、内疚、羞耻和疏远感。

建议适当社交,是提高自尊、适应力、爱的途径——所有这些都有助于产生积极的心理健康结果。数十年的研究证明,与社区的较高社会关系质量与降低压力水平和抑郁症状有关。

哈佛大学成人发展研究对幸福进行了一项长期研究,发现人际关系可以产生精神和情感刺激(情绪助推器),并有助于抵消孤立感。哈佛大学的研究人员指出,人际关系是幸福和生活满意度的有力预测因素

// 尽可能寻找感激之情和欢笑

有可靠的科学证据表明,感恩可以改善认知和情感健康。研究的一项感恩干预措施是使用感恩情,在其中列出几周内每天让你感激的三到五件事感恩练习有助于增加积极情绪、主观幸福感、生活满意度,并减少抑郁症状。

研究发现幽默可以成为对抗抑郁症状和焦虑的重要应对机制。当你沮丧时,很难从任何事情中找到乐趣。即便如此,寻找令人愉快的活动仍然是件好事,比如观看搞笑的单口喜剧、拥抱宠物、沉迷于一部让人感觉良好的电影听音乐、犒赏自己一个热水澡,或者点你最喜欢的饭菜。做任何你喜欢做的事都可以带来快乐。

// 尝试摆脱情绪低落的小技巧

-简化生活,管理时间

列出日常任务清单,使用提醒便签,或者使用计划表有助于保持生活有条不紊。尽可能减少责任,为自己设定合理的目标。当感觉情绪低落时,允许自己少做一些事情。当感到沮丧时避免做出重大决定。

-写日记

作为治疗的一部分,可以通过表达痛苦、愤怒、恐惧或其他情绪来改善心情。

-阅读

阅读知名的自助书籍和网站。医生或治疗师会推荐书籍或网站以供阅读。

-战胜拖延

抑郁症的症状,例如疲劳和注意力不集中,很容易拖延。拖延事情会加剧抑郁。它会导致增加内疚、担忧和压力。制定短期目标并努力首先完成最重要的事情。成功完成的每一项任务都会帮你打破拖延的习惯。

-尝试社交或找到有用的团体

尝试参加社交活动,定期与家人或朋友聚会。许多组织支持联盟,提供教育、互助组、咨询和其他资源来帮助治疗抑郁症。参加各种心理小组也可以为心理健康问题提供帮助。抑郁症患者互助组可以与其他面临类似问题的患者建立联系并分享经验。

-避免酗酒

酒精似乎可以减轻抑郁症状,但从长远来看,它们通常会加重症状,使抑郁更难治疗。

3. 基于肠道菌群的干预

可以通过肠道菌群检测,了解整体菌群结构和异常指标,进行个性化干预。

如果发现核心菌属丰度低,有害菌丰度高菌群结构紊乱,那么可以配合使用抗生素或益生元等抑制过多有害菌,加以改善。

或者通过粪菌移植的方式适当改变菌群结构,从而有效改善。

发现异常菌群,可以针对缺乏菌群,通过补充益生菌,功能性补充剂等方式加以改善。

// 益生菌 & 益生元

益生菌

最近的荟萃分析和系统综述证实了益生菌在临床研究中的抗抑郁功效。相关动物研究也表明,这种作用与肠道菌群结构的调节有关。

研究人员使用罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri )干预CUMS小鼠,发现只有恢复乳杆菌水平才足以改善与应激相关的代谢变化和行为异常。

在另一项研究中,热灭菌的短双歧杆菌可以调节肠道菌群成分,从而预防慢性社交失败压力引起的抑郁症状。这种具有功能性食物成分的菌株可以用作新的疗法。

编辑​

doi: 10.7759/cureus.40293

益生元

每天 5 克的低聚半乳糖和 1 克或以下的二十碳五烯酸可以有效缓解抑郁症状。虽然 EGCG 具有潜在的抗抑郁特性,但可能需要 3 克/天的较高剂量才能产生显着效果。

doi.org/10.3389/fnut.2023.1206468

益生菌和益生元联合给药

研究表明,益生菌和益生元的联合给药可以达到更大的抗抑郁效果。益生元的显著营养作用可能会提高益生菌的存活率,从而增强益生菌的抗抑郁能力

没有相关研究报告益生菌引起的戒断反应和副作用等问题,这似乎是一种很有前途的抑郁症干预措施。益生菌菌株、剂量和方法的最佳组合尚不精确。为了解决这些问题,还需要更多的随机、双盲、安慰剂对照试验来解开这个谜题。

//  粪菌移植

一种直接干扰肠道菌群的方法是粪便微生物群移植(FMT)。它在抑郁症和微生物结构紊乱方面的优异表现使我们看到了新的治疗方向。

在一项动物研究中,NLRP3 KO菌群移植显著改善了受体小鼠的抑郁样行为。在他们的研究中,FMT机制主要依赖于抑制抑郁小鼠中circHIPK2的表达

在人类受试者中,FMT也显示出类似的效果。在一份FMT作为抑郁症辅助治疗的病例报告中,入选的患者表现出抑郁症状的改善肠道菌群多样性的增加以及胃肠道症状的缓解

然而,这种影响并不持久,他们推测FMT的疗效与供体和受体的微生物相似性有关。FMT面临的主要挑战是提高成功率、最佳交付途径、捐赠者选择和其他需要探索的问题。

4. 治疗

// 药物

N-乙酰半胱氨酸(NAC)

NAC 通过其抗氧化、抗炎和谷氨酸调节活性,可能在多种精神疾病的治疗中发挥作用。

身体使用N-乙酰半胱氨酸(NAC)来制造自身的抗氧化剂。医学上,NAC用于治疗对乙酰氨基酚中毒;只要在服药过量后的前 8 小时内服用,几乎 100% 有效。

根据对多项单独研究数据(包括 574 名抑郁症患者和健康参与者的数据)的一项审查,据报道,NAC 在使用 3-6 个月内有可能改善抑郁症状和整体日常功能。此外,据报道,抑郁症患者的情绪在 3-4 个月后得到改善。

NAC 还可以通过减少大脑的氧化应激来平衡情绪。例如,一项针对 76 名抑郁症患者的研究报告称,服用 NAC 的患者大脑抗氧化水平较高。

以上益处仅得到有限的小规模临床研的支持。在 NAC 推荐临床之前需要进行更长时间、更有力度的研究。

选择性血清素再摄取抑制剂(SSRI)

医生通常会先开一种 SSRI 药物。通常认为这些药物更安全,所产生的不适副作用一般少于其他类型的抗抑郁药。SSRI 药物包括西酞普兰(Celexa)、艾司西酞普兰(Lexapro)、氟西汀(Prozac)、帕罗西汀(Paxil、Pexeva)、舍曲林(Zoloft)、维拉佐酮(Viibryd)

血清素-去甲肾上腺素再摄取抑制剂(SNRI)

SNRI 药物包括度洛西汀(Cymbalta)、文拉法辛(Effexor XR)、地文拉法辛(Pristiq、Khedezla)和左米那普仑(Fetzima)

非典型抗抑郁药

这些药物不太适合归入其他任何抗抑郁药类别。这些药物包括安非他酮(Wellbutrin XL、Wellbutrin SR、Aplenzin、Forfivo XL)、米氮平(Remeron)、奈法唑酮、曲唑酮和伏硫西汀(Trintellix)。

三环类抗抑郁药

例如丙米嗪(Tofranil)、去甲替林(Pamelor)、阿米替林、多塞平、曲米帕明(Surmontil)、地昔帕明(Norpramin)和普罗替林(Vivactil)等这些药物可能都很有效,但是副作用往往比新型的抗抑郁药更严重。因此通常不会开三环类药物,除非您已经用过 SSRI,却没有起色。

单胺氧化酶抑制剂(MAOI)

反苯环丙胺(Parnate)、苯乙肼(Nardil)和异卡波肼(Marplan)等 MAOI 药物会产生严重的副作用,因此,一般在其他药物没有疗效的情况下才会开这些药物。使用 MAOI 时需要严格控制饮食,因为这类药物会和某些奶酪、泡菜、葡萄酒等食物以及某些药物和草本补充剂发生相互作用,危险甚至致命。司来吉兰(Emsam)是一种新型 MAOI,可以作为垫片贴在皮肤上,副作用少于其他 MAOI 药物。这类药物不能和 SSRI 药物联合使用。

鼻内艾氯胺酮

新药物,例如鼻内艾氯胺酮,可以快速发挥抗抑郁作用,特别是对于难治性抑郁症患者。以鼻喷雾剂的形式提供,通常在几个小时内迅速起效,缓解抑郁症状。使用艾氯胺酮的人通常会继续服用口服抗抑郁药以维持症状的改善。

多种药物

有时候可能需要尝试几种药物或联合用药,然后才能找到有效的药物。这需要耐心,因为对有些药物而言,完全起效及其副作用随着身体调整而缓解,需要数周或更长时间。

突然停药的风险

抗抑郁药需要一段时间(通常需要 4-8 周)才能发挥作用,睡眠、食欲和注意力问题通常会在情绪好转之前得到改善。

咨询医生前,请不要停止服用抗抑郁药。抗抑郁药一般不会上瘾,但有时会产生身体依赖性(这与上瘾不同)。突然停止治疗或多次漏服药物可能导致类似戒断的症状,突然放弃治疗可能导致抑郁症恶化。配合医生,逐渐安全减小剂量

// 中药类

早在中国汉代,张仲景就记载了治疗抑郁症的经典方剂,但其具体药理机制尚不清楚。在最近的研究中,一些中药的抗抑郁作用已被证明与肠道菌群相关。

例如,舒肝颗粒可以显著改善慢性约束应激小鼠的异常行为和海马炎症。后续的机制研究表明,其给药丰富了小鼠肠道中的丁酸单胞菌和节疣念珠菌,降低了拟杆菌的丰度,并与PI3K/Akt/mTOR途径密切相关。

五味子可以通过抑制TLR4/NF-κB信号通路来减轻抑郁小鼠的肠道微生态失调。

除了调节炎症,中药还在调节神经递质水平方面发挥作用。

莲心碱治疗可以缩短抑郁小鼠的不动时间海马中的DA、5-HT和NE等神经递质。同时,小鼠结肠中乳酸杆菌的相对丰度也有所增加

在另一项研究中,特异性抗抑郁药中药的靶点可以集中在嘌呤代谢的调节上。与中药相关的动物研究,如肉苁蓉藏红花酸,表明它们的抗抑郁作用与肠道菌群的调节密切相关。

除了动物研究,临床研究也提供了相应的证据。对患有抑郁症的癌症患者使用中药复方小柴胡汤进行干预。给药后,受试者的抑郁症状减轻,肠道微生态失调得到部分逆转(特别是减少副拟杆菌、Blautia和瘤胃球菌科细菌的丰度)。有趣的是,这种抗抑郁的草药也表现出一些抗肿瘤作用,其潜在机制涉及TLR4/MyD88/NF-κB信号传导。

值得注意的是,这些途径在涉及微生物群的抑郁症发病机制中也发挥着重要作用。最近的系统综述和荟萃分析也表明,与抗抑郁药相比,中药可以减少不良事件。鉴于目前的研究数量有限,准确总结中药治疗抑郁症的益处和风险还为时过早。

// 专业治疗

一旦注意到抑郁症的迹象或症状,与心理健康专家交谈将是至关重要的一步。值得信赖的治疗师可以识别模式,帮助情绪调节。

心理治疗

几种类型的心理治疗(也称为谈话疗法或咨询),可以通过教抑郁症患者新的思维和行为方式以及如何改变导致抑郁的习惯来帮助他们。

治疗抑郁症的循证方法包括:

  • 认知行为疗法(CBT)

一种谈话疗法,旨在帮助改变任何可能导致或恶化抑郁症的消极思想或行为模式。这种疗法通常也是短期的,重点是解决当前的问题并学习新的应对技巧。

  • 人际关系疗法(IPT)

治疗师通过帮助个体识别和处理与人际关系有关的困难,以及改善与他人的交流方式,来促进情绪上的积极变化。 解决几个常见的人际问题,包括失去、冲突、角色变化和人际孤立感。个体可以增强情感的稳定性和归属感,提高应对人际问题的能力。

心理健康服务远程医疗的发展提供了面对面治疗的替代方案,在某些情况下使人们更容易、更方便地获得帮助。对于过去可能对寻求心理健康护理犹豫不决的人来说,远程心理健康服务可能是比传统心理健康服务更容易的第一步

脑刺激疗法

如果药物或心理治疗不能减轻抑郁症状,脑刺激疗法可能是一种值得探索的选择。

拥有最多证据的脑刺激疗法包括:

  • 电休克治疗 (ECT)
  • 重复经颅磁刺激 (rTMS)
  • 迷走神经刺激 (VNS)
  • 磁癫痫治疗(MST)
  • 深部脑刺激(DBS)

ECT 和 rTMS 是使用最广泛的脑刺激疗法,其中 ECT 的使用历史最长。

替代疗法

每日晨光疗法是季节性情感障碍患者的常见治疗选择。光疗设备比普通室内照明明亮得多,被认为是安全的,但患有某些眼病或服用增加对阳光敏感性的药物的人不建议。

06
结 语

抑郁症不仅仅是一种精神疾病,还具有生理和解剖学改变,本文我们了解了抑郁症相关的基本知识,以及肠道菌群在抑郁症发展和症状表现中的重要性。深入了解抑郁症和肠道菌群之间的相互影响将有助于未来开发更有效的治疗策略,并提高患者的生活质量。

我们应该全面认识抑郁症,意识到其不仅仅是一种心理问题,而是一个涉及多个身体系统的综合性障碍。除了对心理状态的影响外,抑郁症还可以引起神经系统、免疫系统、心血管系统以及睡眠障碍等多方面的变化。

目前对于微生物组在口腔-肠道-脑轴中的作用已经有了一定的认识,这是一个重要的研究方向,从病理生理学到调节肠道微生物组对精神疾病产生影响。关于口腔微生物群与精神疾病的关联详见本次推文第二篇:

口-肠-脑轴与精神健康的关系

这些身体系统的紊乱可能进一步加剧抑郁症的症状,并对患者的整体健康状况产生负面影响。

在临床实践中,针对抑郁症的治疗需要不同科室的医生共同合作。未来更多需要整合心理治疗、药物治疗、营养治疗和包括菌群检测在内的综合性健康管理等多个领域的专业知识与技术,实施多学科联合治疗,为抑郁症的治疗提供全新的视角,并为未来研究和改进抑郁症治疗策略提供宝贵的经验。

吾日三省吾身:

每天给予自己足够的关怀和爱吗?

对自己的身心健康变化是否警觉并感兴趣?

是否意识到自己的情绪,并且能够充分处理和接纳它们?

希望大家都能健康快乐,远离抑郁。

注:本账号内容仅作交流参考,不作为诊断及医疗依据。

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兴奋神经递质——谷氨酸与大脑健康

谷禾健康

关于谷氨酸

谷氨酸是一种多功能氨基酸,它处于多种代谢途径的十字路口不仅参与消化系统和免疫系统,还与大脑健康密切相关。

谷氨酸是大脑中最丰富的游离氨基酸,也是大脑主要的兴奋性神经递质。它可以帮助我们说话、处理信息、思考、运动、学习新事物、存储新知识和集中注意力学习等。

学习和记忆是脑的高级功能,是一个相当复杂的生理过程,其神经生物学基础是突触可塑性。突触的传递是谷氨酸及其受体实现的。

谷氨酸也是γ-氨基丁酸(GABA)的前体,γ-氨基丁酸是脑内普遍存在的抑制性神经递质,这二者之间的平衡对于我们大脑健康非常重要(下次我们专门讲)。

很早以前人们就已经知道,谷氨酸广泛存在于人体各组织和食物以及母乳,这凸显了谷氨酸对人类成长中脑和躯体发育的重要性;但直至20世纪80年代,谷氨酸在中枢神经系统(CNS)和大脑内的作用才得到认识。在过去的30年中,越来越多的研究进展已揭示了谷氨酸及其受体神经退行性疾病疾病(阿尔茨海默氏症、肌萎缩侧索硬化症、多发性硬化症、癫痫、帕金森等)以及肠道疾病如克罗恩病 (CD) 和溃疡性结肠炎 (UC)的病因中起核心作用。

根据区域的不同,每公斤脑组织含有 5-15 mmol 谷氨酸,比其他任何氨基酸都多。因此,谷氨酸应该在正确的时间、正确的位置以正确的浓度存在。

细胞应该对谷氨酸有正确的敏感性,并且有足够的能量来承受正常的刺激,并且应该以适当的速率从正确的位置去除谷氨酸。谷氨酸过多和谷氨酸过少都是有害的

海马中靠近血管的突触周围的谷氨酸转运蛋白分布示意图

Zhou Y and Danbolt NC. J Neural Transm. 2014

四个谷氨酸能神经末梢 ( T ) 显示在树突棘 ( S ) 上形成突触。指示星形胶质细胞分支 ( G )。请注意星形胶质细胞的 EAAT2(红点)和 EAAT1(蓝点)的密度非常高。

随着工业水平的发展和人类口味的发展,越来越多的谷氨酸衍生物添加到许多食物中,以赋予“鲜味”味道。鲜味感知分布在人类口腔和胃肠道中的多个受体系统,这些系统激活大脑中涉及不同功能的多个区域,从食物识别到与特定食物相关的情感价值的形成,进而影响食欲和情感等

加工食品是游离谷氨酸的最大来源。因此目前谷氨酸过量带来的神经毒性不容忽视。一些研究将味精以及谷氨酸衍生添加剂与体重增加、麻木/刺痛、虚弱、高血压、哮喘发作、胃肠道问题、代谢综合征和敏感人群的短期副作用联系起来。

现在强有力的证据表明肠道微生物产生神经活性分子,如神经递质(即去甲肾上腺素、多巴胺、血清素、GABA 和谷氨酸)和代谢物(即,色氨酸代谢物,短链脂肪酸等)维持宿主和细菌之间跨界跨区域交流谷氨酸代表了在这种跨界交流中活跃的众多神经活性分子之一。

在我们的检测实践中,也发现在精神科病人或存在精神症状的人群中,谷氨酸指标异常。

这些表明谷氨酸以及肠道菌群的异常与大脑健康问题存在关联,它们之间的因果及其发病机制还需更大和更精细的研究和临床探索,但是至少我们可以看到谷氨酸及其与肠道菌群和精神健康方面不可忽视的关联。

本文主要讨论谷氨酸是什么,对人体的健康益处和影响,通过食物或生活方式如何改善谷氨酸缺乏或中毒症,以及共同探讨通过传统药理学方法以及使用产生神经活性分子的益生菌作为治疗神经胃肠道和/ 或精神疾病以及相关的中枢神经系统疾病,如焦虑和抑郁。

什么是谷氨酸,为什么如此重要?

谷氨酸(Glutamic acid), 化学构成为2-氨基-5羟基戊酸,作为一种非必需氨基酸,但却是人体最丰富的氨基酸,广泛存在与大脑和肌肉中,是谷氨酰胺,脯氨酸以及精氨酸的前体。

谷氨酸也被定义为功能性氨基酸,意味着其可以调节关键代谢途径以改善动物和人类的健康、生长、发育和繁殖。这个将我们的视野扩展到营养必需或非必需氨基酸的营养范式之外。

在哺乳动物的中枢神经系统中,由于与特定受体的相互作用,谷氨酸充当重要的兴奋性神经递质。此外,谷氨酸还在细胞能量产生和蛋白质合成,免疫功能中发挥重要作用 。

谷氨酸为什么重要:

化学信使:谷氨酸将信息从一个神经细胞传递到另一个神经细胞。

脑细胞的能量来源:当细胞的主要能量来源葡萄糖储备低时,可以使用谷氨酸。

学习和记忆的调节:谷氨酸有助于随着时间的推移增强或减弱神经元之间的信号,以塑造学习和记忆。

疼痛传递器:较高水平的谷氨酸与增加的疼痛感有关。

睡眠和清醒介质:大鼠模型研究表明,当我们清醒或快速眼动 (REM) 睡眠期间,谷氨酸水平最高。丘脑是个例外,在非快速眼动睡眠期间谷氨酸水平最高。

谷氨酸过多过少都有影响:

谷氨酸是所谓的兴奋性神经递质。它的作用很像兴奋剂,就像咖啡一样。太多会导致问题,但太少也不好

如果谷氨酸太少,我们无法对进入大脑的刺激做出快速反应,无法很好地记住事物难以集中注意力,学习会更加困难。

过多的谷氨酸会导致兴奋性毒性,从而破坏神经元。由于谷氨酸是神经元的兴奋剂,过多会导致神经元过度激活并死亡

如果高水平不受控制,这种神经递质会过度刺激细胞,一直到它们采取剧烈行动自杀以保护周围的细胞。

我们体内的细胞一直在死亡,其中大部分是可以被替换的。然而,谷氨酸导致自杀的神经元,大脑无法制造新的来代替,因此保持它们的健康和安全很重要。

谷氨酸作为兴奋性毒素的作用,与多种神经退行性疾病有关,例如多发性硬化症、 阿尔茨海默病和肌萎缩性侧索硬化症(ALS 或 Lou Gherig 病)。谷氨酸失调也被认为是纤维肌痛和慢性疲劳综合征的原因之一。

结合和游离谷氨酸

两种形式的谷氨酸,结合的和游离的,是显着不同的

谷氨酸的结合形式存在于完整的蛋白质来源中。结合谷氨酸是天然存在于未加工食品中的氨基酸形式,尤其是蛋白质含量高的食品。它与其他氨基酸结合,当你吃它时,它通常被缓慢消化和吸收,并能够精确调节你摄入的量。这种形式的谷氨酸很少有任何敏感性。因为多余的量可以简单地通过废物排出,以防止毒性。

蛋白质中的谷氨酸

在蛋白质中,谷氨酸提供负电荷,这可能对稳定蛋白质结构很重要。例如,涉及谷氨酰残基的离子对于稳定转录因子 GCN4 的亮氨酸拉链结构很重要。带电荷的残基,例如谷氨酸,经常出现在球状蛋白质的外表面。表面上极性残基的重要性,很容易通过血红蛋白 (HbS) β 链 6 位上的谷氨酸 → 缬氨酸突变的破坏性影响来证明,从而在具有这种突变的杂合子和镰状细胞中产生镰状细胞性状纯合子个体的疾病。

脱氧血红蛋白在 EF 连接处有一个疏水口袋(phe B85,leu B88)。表面上允许谷氨酸,因为它在能量上不利于它与疏水袋相互作用,因此脱氧 HbA 保持可溶性。然而,在 HbS 中取代它的缬氨酰残基从表面突出并很容易嵌入疏水袋中,导致 HbS 分子粘在一起,导致长而僵硬的纤维扭曲红细胞。

谷氨酸不仅在合成蛋白质时掺入蛋白质中,而且可以在合成后作为翻译后修饰以聚谷氨酰尾的形式添加。例如,微管蛋白的多谷氨酰化被认为会影响其与其他蛋白质的相互作用,例如微管相关蛋白 (MAP) 和分子马达。

在蛋白质中,谷氨酸与阳离子的结合相当弱,但它对钙的亲和力可以通过维生素 K 依赖性 (VKD) 羧化作用大大增加,这种羧化作用在翻译后将 γ-羧化谷氨酰残基 (gla) 引入蛋白质中。

所有 VKD 蛋白都含有一个同源氨基酸序列,该序列将蛋白靶向羧化酶。羧化发生在“gla 结构域”内的多个谷氨酸残基上。VKD 蛋白包括许多参与止血的蛋白:凝血酶原和因子 VII、IX 和 X。其他 VKD 蛋白参与骨形态发生(骨 gla 蛋白和基质 gla 蛋白)。

VKD 羧化酶功能的抑制对于基于香豆素的抗凝治疗至关重要,因为 4-OH 香豆素类似物会抑制维生素 K 环氧化物还原酶 (VKOR),该酶将维生素 K 环氧化物重新转化为还原的维生素 K.

这些研究清楚地说明了谷氨酸残基在蛋白质中所起的关键作用之一,包括它们的翻译后修饰。

另一方面,游离谷氨酸是吸收更快的修饰形式。谷氨酸敏感性在游离形式中更为常见。游离谷氨酸不与其他氨基酸结合,更快地被吸收到您的系统中。这种快速吸收率会导致血液中谷氨酸水平的峰值。

一些天然食物来源含有游离谷氨酸,但最成问题的来源之一是加工和包装食品。谷氨酸钠 (MSG) 形式的谷氨酸在这些产品中用作防腐剂和增味剂。这种形式存在于一些完整/未加工的食品中,但在许多超加工和包装食品中更为常见。

多年来,味精一直被用来给食物调味,尤其是汤、薯条和某些类型的亚洲食物。一些吃很多这些食物的人在进食后会出现症状。

谷氨酸:营养和新陈代谢

谷氨酸被归类为非必需氨基酸,这意味着它可以在体内以足够的数量合成。事实上,它必须在体内合成。这是对各种动物肠道进行仔细平衡研究的结果,结果表明膳食谷氨酸几乎在肠道内定量代谢,主要是通过肠细胞

这首先由 Windmueller 和 Spaeth 在1975 -1980年间使用灌注的大鼠肠道以及在大鼠体内进行了展示。随后,对仔猪、早产儿和成年人的研究表明,膳食谷氨酸被肠道广泛代谢。

1993年后,Matthews 和Battezzati 等在人群中做了临床实验,表明大部分的肠内谷氨酸可以通过代谢排出。事实上,膳食谷氨酸是一种重要的代谢燃料,其中大部分被完全氧化为 CO2。对仔猪的详细研究表明,只有小部分的肠内谷氨酸出现在门静脉血中。

在肠内喂养的早产人类婴儿中,大约 74% 的谷氨酸在第一次通过肠道时被去除。肠道谷氨酸代谢的后果之一是血浆谷氨酸水平不受膳食谷氨酸的特别影响。事实上,健康人循环中的谷氨酸盐严格维持在相当低的浓度。

谷氨酸的肠道代谢有一个非常重要的后果:身体的大部分谷氨酸需要内源性合成。谷氨酸可以以两种不同的方式合成。

  • 首先,它可以通过谷氨酸脱氢酶或多种转氨酶从α-酮戊二酸合成。
  • 其次,谷氨酸可以由其他氨基酸合成;氨基酸的“谷氨酸家族”包括谷氨酰胺、精氨酸、脯氨酸和组氨酸。

哪些食物含有谷氨酸?

天然富含谷氨酸的食物通常(但不总是)富含蛋白质,包括:

肉、家禽、奶酪、蛋、蘑菇、酱油、番茄、葡萄、鱼露、西兰花、豌豆、核桃、骨汤…

谷氨酸和谷氨酰胺的区别

谷氨酸很容易与谷氨酰胺混淆,谷氨酰胺是体内富含的另一种重要氨基酸。

两者的化学结构略有不同;谷氨酰胺具有氨 (-NH3) 基团,而不是羟基 (-OH) 基团。

谷氨酰胺

是一种非必需氨基酸(蛋白质的组成部分)。它存在于植物和动物蛋白中。一般在肌肉中大量制造,它是体内最丰富的氨基酸。谷氨酰胺有助于肠道功能、大脑功能、免疫系统、氨基酸产生和压力。

压力和某些药物会消耗它,肌肉萎缩是常见的结果。在身体需要氮的地方(例如,在口修复中),其中三分之一来自谷氨酰胺。

谷氨酰胺有助于“治愈”肠道。它可以修复肠壁中受损的细胞,也是肠道内免疫球蛋白产生和免疫系统的重要氨基酸来源

谷氨酸

谷氨酸也是一种非必需氨基酸。它可以通过多种方式进入人体,例如,以蛋白质或味精、谷氨酸钠的形式。它可以完整或以结合形式提供。

但在体内,它也可以作为多种化合物的分解产物——比如来自谷氨酰胺,也来自叶酸和葡萄糖。谷氨酸广泛存在于肌肉中所有的蛋白质储存中。

谷氨酸对大脑和神经功能也是必不可少的。它是神经中的主要传递器。具有更多谷氨酸受体的人往往具有更高的智商。然而,大脑通过血脑屏障摄取的谷氨酸非常低。绝大多数谷氨酸是谷氨酰胺转化的结果,因为神经元不能从大脑内的葡萄糖中产生谷氨酸。

谷氨酰胺是谷氨酸的来源,它是由谷氨酰胺酶产生的。

谷氨酰胺-谷氨酸循环

星形胶质细胞摄取的谷氨酸可通过三羧酸循环代谢,用于蛋白质合成或转化为谷氨酰胺。谷氨酸向谷氨酰胺的转化由谷氨酰胺合成酶(GLUL) 以 ATP 依赖性方式催化。但是由于谷氨酰胺转运蛋白迄今尚未在脑组织的末端中得到阳性鉴定。因此谷氨酰胺-谷氨酸循环已经研究和争论了很多年,至今没有明确答案。

谷氨酸功能和益处

1) 支持大脑功能

谷氨酸是脑功能正常的重要神经递质

大脑和脊髓(中枢神经系统)中几乎所有的兴奋性神经元都是谷氨酸能神经元。作为主要的兴奋性神经递质,它向大脑和全身发送信号。它有助于认知功能、记忆、学习和其他大脑功能 。

人脑的质子-MRS 研究显示氨酸浓度非常高(10-12 mM),但这平均了不同亚细胞区室中非常不同的谷氨酸浓度,从脑脊液中的约 1 μM 到分泌颗粒中 100 mM。

谷氨酸通过两种主要类型的受体在中枢神经系统中发挥作用:

  • 离子型谷氨酸受体包含一个离子通道,该离子通道在与谷氨酸结合时直接激活;
  • 代谢型谷氨酸受体通过与 G 蛋白信号系统耦合激活离子通道,间接通过第二信使途径或直接通过 G 蛋白的 βγ 亚基。

每种受体有许多亚型。对大脑中谷氨酸信号传导的详细说明不在这详细展开,只要了解其在突触可塑性中的作用,这是其在学习和记忆等认知功能中的作用的基础。

有限的研究将大脑谷氨酸水平低神经和精神疾病联系起来。例如,在一项研究中,精神分裂症成人的谷氨酸水平低于健康成人。

代谢型谷氨酸受体5型(mGluR5)含量低表明癫痫患者大脑发育不良。

在小鼠中,谷氨酸释放已被用于模拟自闭症谱系障碍。

在大鼠中,亮氨酸会增加谷氨酸进入大脑,这有助于在脑损伤后恢复大脑功能 。

2) 血脑屏障和谷氨酸

血脑屏障位于血液大脑间质液之间。它是在哺乳动物中受脑细胞影响后由内皮细胞形成的。另一个屏障位于分泌脑脊液 (CSF) 的脉络丛上皮中。

这些屏障很重要,从生理学的角度来看,维持大脑稳态,从药理学的角度来看,可以防止药物进入脑组织

神经系统通过屏障将自身与血液隔离。谷氨酸是一种非必需氨基酸,不能穿过血脑屏障,必须在脑细胞内局部由谷氨酰胺和其他前体产生 。

然而,如果血脑屏障“渗漏”(由于血脑屏障损伤或功能障碍导致通透性增加),血液中的谷氨酸可能会进入大脑,这会使身体增加炎症

更高水平的炎症也会导致血脑屏障发生渗漏。这放松了对进入大脑的内容的控制。在这种情况下,反应性代谢物可以进入大脑

如果你已经对谷氨酸敏感,并且还在吃富含游离谷氨酸的食物,这些情况可能会使症状加重

3) GABA 的前体(与GABA保持平衡)

身体使用谷氨酸来产生神经递质 GABA(γ-氨基丁酸),这是一种在学习肌肉收缩中起重要作用的抑制性神经递质

在大脑中,GABA 作用于下丘脑,帮助调节睡眠、温度、HPA 轴和自主神经系统。下丘脑的主要作用是使身体保持体内平衡,而没有 GABA 无法做到这一点

GABA—谷氨酸:

“相互作用,相辅相成,适量才和谐”

正如谷氨酸是一种兴奋性神经递质一样,GABA(γ-氨基丁酸)是一种抑制性神经递质。它的目的是让大脑和神经系统慢下来。这两种神经递质在大脑中平衡工作。

GABA 和谷氨酸之间复杂而相互关联,这有助于保持身体平衡,任何一种过量都会导致严重的疾病状况。GABA 和谷氨酸有助于保持交感神经和副交感神经系统之间的平衡。如果没有这两种神经递质,我们会不断地发现自己受到这些系统中的一个或另一个的刺激。我们要么对外部刺激反应过度,要么反应不足。

“一个太少,另一个就会负重前行”

如果 GABA太少,就会过分强调谷氨酸的作用,从而在肾上腺疲劳、慢性疲劳、惊恐发作和化学敏感性的发展中发挥重要作用。体内的 GABA 过少可能会导致所谓的“超负荷现象”,即由于谷氨酸含量高而对神经元产生过多的刺激。由于过多的刺激,这最终导致神经元死亡。

据报道,代谢型 Glu 和 GABA B受体,以及细菌周质氨基酸结合蛋白,可能是从一个共同祖先进化而来的 。

Mazzoli R and Pessione E. Front Microbiol. 2016

谷氨酸能/GABA能神经网络的表示,包括兴奋性(谷氨酸能)锥体神经元(红色)、抑制性(GABA能)神经元(蓝色)和相关连接。左侧的抑制神经元集成到反馈 (FB) 电路中,而右侧的抑制神经元集成到前馈 (FF) 环路中。针对锥体细胞体细胞或树突的抑制性突触被浅蓝色染色包围,这表明背景 GABA 浓度有助于整体抑制。

4) 在免疫中发挥作用

谷氨酸受体存在于免疫细胞(T 细胞、B 细胞、巨噬细胞和树突状细胞)上,这表明谷氨酸在先天免疫系统和适应性免疫系统中均发挥作用。

谷氨酸还参与肺、肾、肝、心脏、胃、骨骼和免疫系统组织的功能。

科学家们正在研究谷氨酸对调节性 T 细胞(Treg)、B 细胞和炎症性神经退行性疾病的影响。

一项研究得出结论,谷氨酸对正常以及癌症和自身免疫病理性 T 细胞具有有效作用。这意味着它可能能够增强对抗癌症和感染的有益 T 细胞功能 。

根据至少一项针对多发性硬化症小鼠模型的研究,这些受体还具有抑制自身免疫发展保护中枢神经系统免受炎症影响的潜力。

不过,大多数情况下,科学家发现谷氨酸对免疫系统有益还是有害,都取决于体内的浓度

谷氨酸诱导的神经元细胞损伤的关键机制之一是小胶质细胞释放谷氨酸。小胶质细胞本质上是大脑和神经系统的常驻免疫细胞。了解神经系统和免疫系统之间的联系至关重要。小胶质细胞释放谷氨酸是一个关键环节。

一旦谷氨酸的游离池增加,谷氨酸受体,如 NMDA 就会被过度刺激。然后,这会导致大量钙离子流入细胞,导致神经元细胞损伤和细胞死亡。

许多因素可以作为小胶质细胞激活的诱导剂。汞毒性已显示可迅速诱导小胶质细胞活化,并且汞毒性已显示可改变小鼠大脑中谷氨酸的转运和摄取。有毒金属镉也显示出强大的诱导小胶质细胞活化的能力。

基本上任何类型的“非自身”分子都能够引发大脑和神经元组织中的小胶质细胞活化。这包括各种病原体抗原、病毒、疫苗、佐剂以及任何穿过血脑屏障的外源物质。

5)支持肠道

我们从食物中获得的谷氨酸为肠道细胞提供能量,并有助于激活消化系统

在胃肠道上皮细胞的顶膜中发现了多种介导谷氨酸吸收的转运蛋白,主要存在于小肠中,但也存在于中,而氨基酸从管腔到门户的转运很少或没有血液出现在结肠中。它是营养物质吸收和代谢的主要能量来源。

谷氨酸是肠细胞的主要营养素之一。对不同动物模型(包括早产儿和成人)的几项研究一致认为,存在于 GI 腔中的大多数谷氨酸被氧化为 CO2,或者其次被肠粘膜转化为其他氨基酸。

只有一小部分(5% 到 17%,取决于研究)摄入的 谷氨酸被转运到门静脉循环,但这通常不会在很大程度上影响血浆中的谷氨酸浓度。此外,血浆谷氨酸浓度增加(摄入谷氨酸后)并不一定会影响脑组织中的谷氨酸浓度,因为人们普遍认为谷氨酸不能通过血脑屏障

发现啮齿动物的脑组织需要血浆谷氨酸浓度增加 20 倍(或更多)。膳食摄入(或肠道微生物群的谷氨酸生物合成)后血浆中达到如此高的谷氨酸浓度似乎不太可能。

谷氨酸还可以通过帮助产生抗氧化剂谷胱甘肽来保护肠壁

一项动物研究发现,补充 L-谷氨酸有助于改善仔猪的肠道完整性,这有利于营养物质的消化和吸收。

谷氨酸还可以预防由于幽门螺杆菌 和长期使用阿司匹林等非甾体抗炎药(非甾体抗炎药)引起的胃肠道损伤

α-gustducin,一种味觉特异性 G 蛋白,在胃和肠中的作用导致人们认识到味觉细胞存在于肠道中。现在很清楚,胃和小肠中都存在类似味觉的谷氨酸受体和细胞。在胃中发现了离子型代谢型谷氨酸受体很明显,谷氨酸是唯一能刺激传入胃迷走神经的氨基酸。

谷氨酸的胃内输注刺激特定的前脑区域,包括边缘系统下丘脑。它还刺激胃收缩活动。谷氨酸与 IMP 一起刺激大鼠十二指肠中的碳酸氢盐分泌,这可能是中和胃蛋白消化过程中产生的胃酸的保护作用。

Cryan, Dinan,2012

肠道中 Luminal Glu/GABA(饮食或肠道微生物群来源)影响神经系统的潜在途径。5-羟色胺,血清素;EC肠嗜铬细胞;EEC,肠内分泌细胞;GI,胃肠道;网;内在初级传入神经元

此外,包括普通拟杆菌空肠弯曲杆菌在内的肠道微生物群会影响谷氨酸代谢,并减少谷氨酸代谢物 2-酮基谷氨酸。同时,具有谷氨酸消旋酶的肠道细菌,包括谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum、乳发酵短杆菌 Brevibacterium lactofermentumBrevibacterium avium,可以将 L-谷氨酸转化为 D-谷氨酸。由肠道细菌代谢的 D-谷氨酸可能会影响痴呆患者的谷氨酸 NMDAR 和认知功能。

6) 支持肌肉功能

谷氨酸可能在肌肉功能中发挥重要作用。

在运动过程中,谷氨酸在提供能量支持谷胱甘肽生产方面起着核心作用。

然而,在动物模型中,谷氨酸可能会延缓缺乏维生素 D 的动物的肌肉萎缩症。进一步的研究应该探索谷氨酸、肌肉功能和肌肉萎缩疾病之间的联系。

7)对骨骼很重要

谷氨酸也适用于骨骼和肌肉,用于神经和非神经信号。神经递质对骨骼的健康很重要,并且可能在多种骨骼疾病的潜在治疗中发挥作用。

8)谷氨酸与味觉

鲜味,特别是谷氨酸,被认为可以调节对富含蛋白质的食物的食欲反应。因此,它们在评估食物的营养价值方面发挥着重要作用。

谷氨酸通过激活鲜味受体发挥关键的信号传导作用。这些味觉受体的激活还需要作为共配体的 5′-核糖核苷酸,例如单磷酸肌苷 (IMP) 或单磷酸鸟苷。

对于完全表达鲜味所需的受体多样性仍然存在一些不确定性。当然,涉及 G 蛋白偶联受体 T1R1 和 T1R3 的异二聚体。此外,最近利用 T1R3 敲除小鼠的研究表明,这些动物继续区分鲜味和其他促味剂,这表明其他受体的作用。特别是,两种代谢型谷氨酸受体 mGluR1 和 mGluR4 可能很重要。

谷氨酸过多的原因及症状

哪些原因可能导致谷氨酸过多?

  • 食用加工食品

一个促成因素是食用加工食品,由改良的游离形式谷氨酸制成的。例如,谷氨酸用于制造味精(或谷氨酸钠),这是一种合成化学物质,会添加到许多食品中,增加咸味和吸引力。

  • 高浓度或过度敏感的谷氨酸受体

但要注意的是,有些时候这些高水平可能不是由于饮食中的谷氨酸,而是身体的其他缺陷或功能障碍。

过量水平可能是由压力或对谷氨酸脱羧酶 (GAD) 的自身免疫反应引起的,谷氨酸脱羧酶 (GAD) 旨在将谷氨酸转化为其镇静伴侣 GABA。

过量谷氨酸引起的症状有哪些?

谷氨酸是大脑中必不可少的(也是主要的兴奋性)神经递质。然而,谷氨酸在某些情况下会变得有毒——这一过程称为谷氨酸兴奋性毒性 (GE):如果大脑中有过量的谷氨酸或谷氨酸受体被过度刺激。GE在神经退行性变中起关键作用

兴奋性氨基酸过度激活谷氨酸受体会导致许多负面影响,即细胞钙稳态受损、自由基的产生、线粒体通透性转变的激活和继发性 GE。

GE 还与抑郁症、焦虑症、自闭症、多动症、慢性疼痛、中风和脑肿瘤以及许多其他疾病有关。

  • 神经系统疾病

过多的谷氨酸可能在多发性硬化症 (MS)、阿尔茨海默病、亨廷顿病、癫痫和 ALS(肌萎缩性侧索硬化症或 Lou Gehrig 病)中起作用。

在亨廷顿舞蹈病中,谷氨酸受体的敏感性是主要特征。已经发现,降低谷氨酸的活性可以产生治疗作用。

ALS 被认为是由谷氨酸诱导的兴奋性毒性引起的,利鲁唑等药物试图控制谷氨酸水平。

涉及谷氨酸的通路功能障碍也可能导致多发性硬化症和阿尔茨海默病的发展。

研究人员正在研究专注于改善谷氨酸途径以治疗退行性脑病的药物和疗法。

  • 心理健康障碍

谷氨酸过多(或过少)也与抑郁症精神分裂症等心理健康障碍有关。

大量研究发现,在患有重度抑郁症的人中经常发现高水平的谷氨酸或过度活跃的谷氨酸受体。

还有一个普遍的假设是,过量(或不足)的谷氨酸活性可能导致精神分裂症症状。当然也可能没有那么简单,该领域的相互矛盾的研究表明,症状可能是由神经递质异常(包括谷氨酸)以及可能的基因突变和其他发育问题共同引起的。

  • 慢性疼痛和偏头痛

谷氨酸在痛觉传递中也起着举足轻重的作用。

这意味着,可以通过靶向谷氨酸受体和降低谷氨酸的影响来缓解慢性疼痛。

高浓度的谷氨酸盐和偏头痛之间也有密切的联系。一项研究发现,偏头痛患者的血浆谷氨酸水平显着升高。另一项研究得出结论,GABA 能药物(那些改变 GABA 作用的药物)可能有助于治疗偏头痛。

同时,阻断谷氨酸受体的药物也可能有效治疗偏头痛。

  • 糖尿病

有一些证据表明,随着时间的推移,高水平的谷氨酸会导致 1 型和2 型糖尿病的发生。一项研究发现,谷氨酸水平对两种类型的糖尿病中 β 细胞的损失都有直接和间接的影响

如何降低谷氨酸水平

在饮食中降低

如果对谷氨酸敏感并怀疑自己的谷氨酸含量很高,最实际的方法是消除添加的游离谷氨酸的来源。尤其经过改良以改善口味的加工食品和包装食品限制味精,酱油等摄入量。选择完整的、未经加工的食物,这是让你的水平恢复到正常、健康范围内的最佳方法。

总体而言,最好限制或避免使用富含谷氨酸的食物包括:酱油、硬奶酪、腌肉、谷物(尤其是含有麸质的)、骨汤,土豆片、快餐、方便面、沙拉酱等

除了监测提供这种氨基酸的食物的摄入量外,增加抗炎食物的摄入量也是有益的,因为这些食物可能在一定程度上有助于抵消过量谷氨酸的影响。

一些抗炎食物有:

  • 深色绿叶蔬菜
  • 其他蔬菜,包括十字花科蔬菜、甜菜、芹菜、辣椒等
  • 浆果
  • 姜黄和姜等香料
  • 奇亚籽和亚麻籽
  • 野生捕捞的鱼类,如鲑鱼,可提供 omega-3
  • 椰子油和橄榄油
  • 益生菌食品,如酸奶、开菲尔等

关于抗炎饮食可详见之前的这篇文章:

深度解析 | 炎症,肠道菌群以及抗炎饮食

PPAR -γ激活剂

PPAR -γ激活剂可能是对抗 GE(谷氨酸兴奋性毒性)的最佳方法之一。

PPAR(过氧化物酶体增殖物激活受体)是对身体具有深远影响的特定蛋白质。它们属于所谓的核受体超家族(该类的其他成员包括维生素 A 和 D、雌激素甲状腺和糖皮质激素受体)。

许多食物和草药具有降低谷氨酸兴奋性毒性的能力。它们有多种作用机制,起作用的一个关键原因是 PPAR- γ激活剂。对文献的回顾发现,以下许多天然草药具有激活 PPAR 的潜力(括号中的是 PPAR -γ – 活化成分):

  • 黄芪(Formononetin)
  • 绿茶 (儿茶素)
  • 紫锥菊(Alkamides)
  • 棕榈油(生育三烯酚)
  • 大豆(染料木黄酮)
  • 厚朴(Magnolol 和 Honokion)
  • 奶蓟草(水飞蓟素)
  • 甘草(多种活性成分)
  • 牛至(来自干叶的 Biochanin A)
  • 百里香油(香芹酚)
  • 高丽参(人参皂甙 20(S) -protopanaxatriol 和 ginsenoside Rb1 在人参根中)
  • Chios乳香胶(齐墩果酸)
  • 迷迭香(鼠尾草酸和鼠尾草酚)
  • 姜黄素 – 非常强大,有超过 1500 篇论文单独研究了姜黄素的作用,支持其强大的抗炎、抗癌、抗氧化和整体神经保护作用
  • 黑籽油
  • 槲皮素

注意在多发性硬化或其他自身免疫性疾病的情况下,应谨慎使用或干脆避免使用过度刺激免疫系统的补充剂,如紫锥花、黄芪、人参甚至绿茶。

维生素和矿物质可以对抗 GE

维生素 B6 有助于减少谷氨酸过量,因为参与将谷氨酸转化为 GABA。维生素 B6 缺乏可能是谷氨酸过量积累并且不能正确转化为 GABA 的一个原因。B6 缺乏症不会单独发生,通常与 B12 和叶酸一起发生。

维生素 B2(核黄素)本身具有神经保护作用,可以通过几种不同的方式抵消谷氨酸过量:

  • 帮助改善线粒体功能
  • 对抗氧化应激和减少炎症
  • 激活维生素 B6

核黄素依赖性酶在吡哆醇活化、色氨酸-犬尿氨酸途径和同型半胱氨酸代谢中具有重要作用

还发现维生素 B12(甲基钴胺素)对 GE 具有保护作用(可能通过 SAM 介导的甲基化改变膜特性起作用)。

维生素 B9(叶酸)补充剂:仅限低剂量。谷氨酸在结构上与叶酸相似,它可能会竞争神经元上的结合位点并可能导致问题。

维生素 D – 单独使用或与处方药联合使用

辅酶Q10 – 改善谷氨酸兴奋性毒性、线粒体功能和氧化应激

增加镁含量

镁是健康神经信号传输所必需的矿物质。分子和动物研究表明,健康的镁水平可以防止神经元过度兴奋引起的细胞死亡

从理论上讲,意味着增加镁含量可能有助于预防与细胞死亡有关的疾病,包括:

  • 偏头痛
  • 慢性疼痛
  • 癫痫
  • 阿尔茨海默氏病
  • 帕金森病
  • 中风
  • 抑郁和焦虑(这是神经系统疾病的常见合并症)

一项针对 60 名患有纤维肌痛的女性的小型研究发现,每天服用 300 毫克柠檬酸镁超过 8 周,可以降低压痛点的数量和报告的疼痛强度水平。然而,还需要进行更大规模的研究。

除了服用镁补充剂外,还可以尝试食用更多富含镁的食物,包括:

  • 绿叶蔬菜和其他蔬菜,包括生菜、西兰花、羽衣甘蓝、芹菜、菠菜、黄瓜
  • 坚果和种子
  • 干豆,如斑豆、腰豆、黑豆
  • 全谷类
  • 小麦胚芽
  • 燕麦麸

谷氨酸过少的症状

谷氨酸是大脑里需求量比较大的一种酸性氨基酸,主要是参与脑内蛋白质或者是脂肪酸等的合成和代谢,过低可能影响人的精神状态,也可能诱发神经衰弱

谷氨酸在情绪障碍中的作用:

正在研究的一种此类情绪障碍是重度抑郁症(MDD),其症状包括空间记忆受损快感缺失(无法感受到快乐)。研究人员发现,阻止大鼠吸收谷氨酸会导致类似抑郁的效果,这可能反映了快感缺失。

谷氨酸在慢性疲劳综合征中的作用:

关于谷氨酸失调是否在慢性疲劳综合征中起作用的研究存在分歧,这种情况还涉及感觉超负荷、焦虑和运动/平衡问题。

也有一些证据表明慢性疲劳综合征可能涉及与谷氨酸失调相关的基因。

如何提高谷氨酸水平

有谷氨酸补充剂或增加谷氨酸的处方。如果想尝试提高谷氨酸水平,可能需要考虑在饮食生活方式中加入其前体,前体是身体制造其他物质所需的物质。

提高谷氨酸水平/途径可能是一项非常复杂的任务。促进线粒体健康、减少氧化应激和炎症、平衡谷氨酸与大脑中其他神经递质以及改善糖和脂肪代谢的补充剂、疗法和生活方式的改变都是有益的。

生活方式的改变

运动

运动实际上可以帮助你的身体产生更多的谷氨酸。研究人员研究了近 40 名健康人类志愿者的谷氨酸和 GABA 水平。他们在三个持续 8 到 20 分钟的剧烈运动之前和之后立即测量了两个不同大脑区域的这些神经递质水平。

锻炼的参与者的谷氨酸或 GABA 水平增加。即使在停止运动后效果仍然存在,这表明谷氨酸水平会随着运动而发生更持久的变化。

补充剂

在服用任何膳食补充剂之前,请先咨询医生。如果患有其他疾病,包括慢性病或怀孕,这一点尤其重要。

有助于提高谷氨酸水平的补充剂包括:

5-HTP:身体将 5-HTP 转化为血清素,血清素可以增强 GABA 活性,这可能会影响谷氨酸的活性。谷氨酸是 GABA 的前体。

一些前体包括:

GABA:理论上,由于 GABA 镇静和谷氨酸刺激,两者是对应的,一种不平衡会影响另一种。然而,研究尚未证实 GABA 是否可以纠正谷氨酸的失衡。

谷氨酰胺:身体将谷氨酰胺转化为谷氨酸。谷氨酰胺可以作为补充剂使用,也可以在肉类、鱼类、鸡蛋、奶制品、小麦和一些蔬菜中找到。

牛磺酸:对啮齿动物的研究表明,这种氨基酸可以改变谷氨酸的水平。牛磺酸的天然来源是肉类和海鲜。它也可作为补充剂使用,并存在于一些能量饮料中。

茶氨酸:这种谷氨酸前体可以通过阻断受体降低大脑中的谷氨酸活性,同时提高 GABA 水平。天然存在于茶中,也可作为补充剂使用。

不建议大多数人使用谷氨酸补充剂,一般人都可以从饮食中能获得足够的谷氨酸,而且人体会自己制造一些。

饮食中增加

如上所述,经过改良以改善口味的加工食品是游离谷氨酸的最大来源。

天然高谷氨酸食物包括:

发酵、陈化、腌制、压力烹制的食品。其中包括:

陈年奶酪、慢煮肉类和家禽、蛋、酱油、大豆蛋白、鱼露,某些蔬菜,如蘑菇、成熟的西红柿、西兰花和豌豆、核桃、大麦麦芽。

多运动,保持足够睡眠。

本账号内容仅作交流参考,不作为诊断及医疗依据。

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阿尔茨海默病de饮食-微生物-脑轴

谷禾健康

无论是什么社会阶层

无论以前的职业是什么

任何人都有可能患上阿尔兹海默症

这种疾病如同橡皮擦一般

逐渐抹掉一个人的记忆

在详细了解阿尔兹海默症之前,我们先来看一个动画短片(2020年奥斯卡最佳动画短片提名),该片讲述的是一位患有阿尔茨海默病的艺术家慢慢失去自己记忆的故事。

2020奥斯卡最佳动画短片提名——勿忘我(Mémorable)_腾讯视频

“ 他们彼此搂着对方在旋转中化作了记忆的露珠 ”

“你是我空白世界里最后一处的风景”

阿尔兹海默症正在呈指数级蔓延,目前却没有治愈的方法。

本文,我们在了解阿尔兹海默症的同时,也带来了关于阿尔兹海默症研究的新方向——结合肠道微生物群(“肠-脑轴”的阐述)来更深入了解该疾病。

01 阿尔茨海默氏病及现状

阿尔茨海默氏病(AD)是一种神经退行性疾病,影响全世界超过5000万人,是最常见的痴呆症,临床表现为进行性认知功能减退和功能障碍。AD主要影响老年人(> 65岁),表明衰老是主要的危险因素之一,其中与衰老相关的AD进展被称为散发性AD 

AD及其相关痴呆症的发病率在世界范围内呈上升趋势,以前,在高收入国家(西欧和北美),AD患病率最高。 然而,中低收入国家的痴呆症发病率开始增加,预计到2030年,所有病例中的63%发生在中低收入国家中,到2050年,占所有病例的71%。但其病因仍未解决,目前尚无有效的预防或改善治疗方法。

缩略词:

新的证据表明AD患者的肠道微生物群与认知正常的患者不同。肠道内的细菌强烈影响肠-脑轴,肠道微生物代谢物包括短链脂肪酸、促炎因子和神经递质也可能影响AD的发病机制和相关的认知能力下降。

饮食是肠道微生物群最强的调节剂之一,也强烈影响着大脑健康和AD病理学。例如,肥胖和2型糖尿病是AD的潜在危险因素,并且研究已将高脂饮食和高碳水化合物饮食与AD发生的风险联系在一起。 相反,地中海(MD)和生酮饮食与更健康的大脑衰老和较低的AD风险相关。 进一步证实了这一证据,在发展中国家,随着肥胖和糖尿病患者比例的增加,流行病学转变导致AD患病率增加。

因此,通过健康饮食逆转肠道菌群异常可能有益于大脑并降低AD风险。

02 阿尔茨海默氏病de病理生理学原因

· 遗传

尽管尚不清楚AD的病理和影响因素,但仍存在一些遗传突变,例如淀粉样前体蛋白(APP)基因的额外拷贝和21号染色体三体等基因突变,这些突变增强了神经退行性β淀粉样蛋白(Aβ)的表达与家族性AD相关的蛋白质沉积。

· 病理

病理上,细胞外神经原纤维斑块和细胞内高磷酸化tau(pTau)缠结遍布AD大脑皮质实质,尤其是颞叶。深部脑萎缩也可能支持AD的诊断,这些明显的特征长期以来被认为是AD病理的主要因素。

新皮层中pTau的Aβ斑块和神经原纤维缠结的堆积会引起炎症,氧化应激和最终的神经退行性变。 这些症状也可以通过活性氧来介导,活性氧通常通过酶促抗氧化剂来控制。 然而,当抗氧化剂水平降低时,活性氧会引起氧化应激并导致神经退行性变。

大脑中的炎症也与AD患者常见的肠道渗漏有关,免疫系统因子如多形核中性粒细胞能够从肠壁漏出。来自肠道的持续炎症可开始降解血脑屏障,使这些炎症因子进入大脑并引起进一步的炎症

用于AD诊断的生物标志物包括低Aβ-42和脑内高tau水平,PET上氟脱氧葡萄糖摄取减少MRI上出现结构性脑萎缩。

AD的临床诊断因患者而异,很难用一系列规定的症状来描述。

需要关注的这10个方面

记忆退化/困难;  问题解决;  熟悉的任务完成;  时间/地点识别;  图像或空间关系的理解;  沟通;  追溯步骤;  判断/人际互动;  工作/社交活动;  情绪/认知

早期症状

记忆:丢钥匙,忘记朋友的名字或最近的一次谈话,在熟悉的地方迷路。

讲话:重复自己的话或努力跟上对话。

视觉:很难看到三维的东西和判断距离。

决策:难以做出决定、解决问题或完成多步骤任务,比如做饭。

方向:对自己的位置、时间和日期感到困惑。

情绪:感到焦虑、沮丧或易怒的。

晚期症状

错觉:

例如,毫无理由地相信有人在偷他们的东西

不寻常的行为:

表现出攻击性或躁动、喊叫或扰乱睡眠模式

行走和说话困难:

卧床不起或坐轮椅,需要24小时护理来帮助进食、饮水和上厕所

由于淀粉样蛋白级联假说的不可理解性,研究正在调查Aβ斑块和pTau作为一个系统的标志物,这个系统从许多末端被破坏。

研究假设β-淀粉样蛋白是一种抗菌肽,由于非有益微生物的大量携带,可能来自炎症导致的血脑屏障降解,因此可能会在AD大脑中积聚。这些淀粉样蛋白是由APP的裂解和toll样受体2激活的髓样分化主要反应途径形成的。

脑淀粉样变性外,肠道中还存在细菌淀粉样蛋白,其三级结构类似于中枢神经系统淀粉样蛋白,并可能在刺激大脑中的免疫系统中发挥作用,因为免疫系统学会了识别肠道中的淀粉样蛋白,然后 大脑中淀粉样蛋白的增强攻击,导致炎症

饮食(例如高脂饮食)可进一步介导导致AD炎症和神经退行性变的肠道渗漏综合征。 因此,AD的可测量症状具有与肠道菌群相关的复杂原因。

03 阿尔茨海默氏病的 “肠-脑轴”

Aβ 斑块和tau缠结假说是AD病理生理学的理想模型。然而,新的研究已经证实AD是系统性功能障碍的一个组成部分,至少部分由慢性、全身性和神经元炎症以及肠道微生物群介导。在这一点上,神经炎症假说建立在肠-脑轴上,它将肠道微生物群活动与神经元健康和功能障碍联系起来(下图)。

AD中肠道微生物群的作用是由微生物代谢物介导的,这些代谢物作用于肠道和周围组织中的局部神经元并向大脑发送信号,和/或从肠道吸收并通过循环到达大脑。例如:单胺类、短链脂肪酸(SCFA)、γ-氨基丁酸(GABA)、β-甲胺基-L-丙氨酸、脑源性神经营养因子、血清素和多巴胺。

Kincaid HJ, et al., Ann Nutr Metab,2021

MCI和AD患者中饮食与微生物组相互作用与大脑和认知健康之间的假定联系的示意图。

AD患者和/或患有轻度认知障碍(MCI)的受试者存在明显的微生物群模式。

随着自然衰老相关的肠道营养不良开始发展并削弱肠道上皮,已经存在的微生物群营养不良会进一步影响大脑的衰老,从而导致肠道渗漏和炎症

全身性炎症的加剧促使免疫功能受损,使大脑中的β-淀粉样蛋白堆积。这表明,患者通常要到老年时发展为AD,即使在生命早期就存在存在危险因素,如基因突变。

患有MCI和AD的患者在脑脊液中还显示出较高水平的肠道微生物来源的三甲胺N-氧化物(TMAO),这与AD生物标志物(包括pTau,总Tau和Aβ42)相关。

TMAO治疗可通过改善神经元衰老线粒体功能障碍降低小鼠的认知功能和衰老迹象。尽管TMAO在AD中的作用机制尚不清楚,但TMAO及其前体炎症生物标志物,可能与AD相关的肠道渗漏有关

西方饮食低纤维、高脂肪和高蛋白食物组成,通常吃富含TMA和胆碱的高脂肪红肉和鸡蛋,从而增加TMAO的产生。这可能部分解释了西方国家AD发病率较高的原因。

此外,TMAO相关的脑损伤认知缺陷可能由氧化应激增加介导。因为大脑消耗大量的氧气,而且神经元的新陈代谢率很高,所以一般人大脑中的神经元面临更高的氧化应激风险。然而,氧化应激可能是AD病理的原因和后果。

炎症引发氧化应激,从而导致β pTau的积累;然而,在一个破坏性的循环中,反之亦然也是可能的。

此外,氧化应激可导致线粒体功能障碍,肠道微生物源性代谢产物影响线粒体功能。饮食可以调节氧化应激,如高果蔬饮食可以提高认知能力,这与老年人氧化应激的降低有关;而西方饮食不富含水果和蔬菜,这也可能解释了在西方国家AD患病率较高的原因。

04 肠道菌群在AD中的意义

肠道微生物群对我们的新陈代谢、免疫和大脑健康至关重要。在健康的稳态条件下,肠道微生物群与宿主保持共生关系,对宿主营养和代谢、对病原体的定植抗性、肠道屏障完整性和免疫调节发挥重要作用。

肠道微生物群对脑部疾病有影响,包括抑郁症、焦虑症、高血压和帕金森病。最近的研究也将肠道微生物群与AD联系起来;然而,值得注意的是,这些研究大多是横断面调查,因此,需要更多的纵向干预研究来确定微生物群和AD病理学之间的偶然联系。

美国北卡罗来纳州科学团队最近报道了MCI患者拟杆菌丰度较低,厚壁菌和变形杆菌(肠杆菌科)丰度较高,此外在属水平上也存在一些差异。其他研究也报道了AD受试者的多样性较低厚壁菌与拟杆菌比率较低,痴呆患者的拟杆菌比率较低,而与MCI患者和正常受试者相比,AD患者的多样性较低,厚壁菌和变形杆菌比率较高

一项研究表明,丁酸盐产生菌参与认知功能。有趣的是,该团队还发现MD生酮饮食改善了AD生物标志物,即。MCI患者脑脊液中的淀粉样蛋白和tau蛋白,其中这些变化与肠丁酸盐增加有关。

已经研究了Aβ积累与微生物群的关系。 例如,APP-PS1小鼠是使用最广泛的AD模型,它以年龄依赖的方式展示了Aβ在大脑中的蓄积; 然而,它的微生物群不同于野生型小鼠。 此外,移植有AD微生物群的小鼠倾向于具有更高的Aβ积累。 此外,Aβ聚集可以被微生物群衍生的戊酸酯和丁酸酯抑制

此外,细菌内毒素也可能与AD-淀粉样变性相关的炎症有关。 例如,脂多糖(LPS)革兰氏阴性细菌的外细胞壁成分,具有高度促炎性,可以增强大脑中Aβ的积累并引起认知功能障碍

AD患者的血浆LPS水平较高,新皮质和海马较高。  LPS还可能导致慢性神经发炎,内嗅皮质神经细胞死亡以及海马神经元的突触可塑性受损。 特定的细菌,例如大肠杆菌Escherichia coli,枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis,鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)和肠沙门氏菌 (Salmonella enterica也可以产生淀粉样蛋白。 然而,这些并不是人类肠道微生物的典型且一致的’居民’。

此外,AD相关淀粉样变性与细菌淀粉样变性之间的关系仍不清楚。 尽管如此,细菌淀粉样蛋白可能会激活与AD发病机制有关的特定信号通路,这提示肠道菌群可能会加剧与淀粉样变性病相关的炎症。 这些研究通过微生物细胞外成分,促炎因子,毒素,SCFA,淀粉样蛋白和神经递质将微生物群与淀粉样蛋白的积累联系起来。 考虑到迅速兴起的研究,可以预见的是,AD预防和治疗将绕不开针对微生物群的影响。

05 饮食-微生物群相互作用在AD改善中的作用

鉴于AD患者与健康受试者之间微生物群差异的新数据,研究人员已经开始探索调节微生物群的方法,希望能够改善AD病理学

尽管肠道微生物群可以通过多种方法进行调控,包括使用益生菌、益生元、合生元和抗生素或改变饮食,但饮食是肠道微生物群的最高级调节剂

不饱和脂肪、水果和蔬菜以及全谷类为重点的饮食调节可以给AD相关的认知健康带来好处(上图)。例如,MD通过增加血浆类胡萝卜素降低C-反应蛋白水平,与AD关键区域的脑萎缩减少相关(表明对AD病理学有积极影响)。

此外,炎症减少也是AD的主要症状。食用富含二十二碳六烯酸(一种n-3多不饱和脂肪酸)的鱼制品与降低AD风险有关。富含维生素D3的鱼和富含维生素D的奶制品促进神经生长因子蛋白的分泌,这种蛋白可以防止大脑发炎和衰老

由于MD对AD的这些改善作用,一项人体试验研究了MD-DASH干预对神经退行性延迟(MIND)饮食的影响,该饮食是MD与DASH饮食(阻止高血压的饮食方法)的结合,富含 水果,蔬菜,全谷类,低脂乳制品和瘦肉蛋白证明,MIND饮食比单独使用MD或DASH更为有效,尽管所有3种饮食均显示出降低AD病理学的益处。

除了某些饮食生活方式外,个别食物还可以带来抗AD病理学的益处。 例如,在小鼠模型中,饮用红酒可防止Aβ肽生成并降低AD风险。具体而言,据报道,适度饮酒减少轴突末端的GABA能发芽,这可能是AD中神经退行性变的部分原因。 富含类黄酮的食物,例如黑加仑子,葡萄,柑橘和绿茶,已显示出抑制Aβ沉积并防止tau蛋白过度磷酸化的作用,同时改善了AD的其他生物标志物。

具体而言,据报道,适量饮酒可减少轴突终末的GABA能发芽,这可能是AD中发现的神经退行性变的部分原因。富含类黄酮的食物,如黑加仑、葡萄、柑橘和绿茶,已被证明能抑制β 沉积和阻止tau蛋白的过度磷酸化,同时改善AD的其他生物标志物。

虽然大多数研究都在研究健康饮食对改善AD病理的影响,几项研究探讨了直接针对AD肠道细菌的补充剂的使用。

一项随机双盲对照人体试验,研究了12周食用嗜酸乳杆菌Lactobacillus acidophilus)、干酪乳杆菌Lactobacillus casei)、双歧杆菌 Bifidobacterium bifidum)和发酵乳杆菌Lactobacillus fermentum),的益生菌组合的效果,据报道,对认知功能有显著的积极影响,但对氧化应激或炎症没有影响

一项小鼠实验研究了生物素丁酸钠对早期AD小鼠Aβ水平和行为症状的影响,发现补充丁酸钠12周后Aβ水平显着降低,行为反应增加

益生菌和益生元的组合合生元也显示出对AD的益处。一项人类研究观察到,AD患者食用开菲尔谷物发酵的牛奶(形成共生物质)90天后,精神能力得到改善炎症和氧化应激减少

综上所述,目前有关饮食和补充剂影响肠道微生物群和改善AD是有希望的,但更多的研究是也非常需要。

此外,研究已经通过测试Tramiprosate(一种GABA的类似物)来靶向GABA,并发现它有望增加AD模型和临床试验中Aβ抑制的长期增强作用。5-羟色胺激动剂和再摄取抑制剂曲唑酮(trazodone)也表明,与延缓AD患者认知障碍的相关性是非曲唑酮使用者的2.6倍。

结 

AD在世界范围内迅速增长,但是迄今为止尚无治愈方法,这强调了需要有效的策略,例如饮食因素来调节AD相关的神经炎症并预防或减慢AD的进展。

目前的证据表明,饮食成分促炎抗炎能力都可能在AD管理中发挥作用。

富含单糖,饱和/反式脂肪,高级糖基化终产物和加工肉的饮食可能对AD患者的大脑产生促炎性影响,同时可能加速肥胖症,高血压,血脂异常,动脉粥样硬化和2型糖尿病

相反,富含蔬菜,水果,沙拉,坚果,豆类,浆果,多不饱和脂肪酸,维生素,类黄酮,多酚,益生菌/益生元和全谷物的复杂饮食模式例如,MD,DASH和MIND)可能有助于预防或减缓认知能力下降和AD进展

研究表明,肠道菌群通过肠脑轴参与了AD病理。饮食会强烈调节和塑造肠道菌群,这可能是这些饮食模式改善肠道脑轴与AD相关的摄动的潜在机制之一。 对生活方式因素与AD相互作用的机械理解可以阐明生活方式模式的改变与AD患病率增加之间的联系,同时包括微生物群等对于宿主生活方式与健康之间的相互作用至关重要的因素

饮食,微生物群,生活方式和痴呆症之间的联系进行解码,将有助于揭示AD病理的潜在机制,同时有助于发现预防/治疗AD和相关痴呆及认知能力下降的新策略。

附录:关于延缓阿尔茨海默病程的补充方式

虽然该疾病目前无法得到根治,也无法逆转,但如果在早期就介入治疗,是可以有效延缓疾病的进程。

音乐

有观察表明,音乐疗法可以极大地帮助许多患有阿尔茨海默氏病的人,2019年3月发表在《神经科学前沿》上的一篇评论发现,音乐疗法可以改善行为,认知和社交功能-帮助缓解焦虑症和抑郁症。

对于许多患有阿尔茨海默氏症的人来说,正确的音乐疗法可以在恐惧和孤独的时候提供安慰快乐

“以某种方式、形式对音乐做出反应,无论是身体反应、情感反应、社会反应,还是认知反应”,来自伯克利音乐学院音乐治疗系主任乔伊认为,“我们知道痴呆患者的大脑受损,但对音乐作出反应的那部分似乎是最后消失的部分。”

音乐的镇静作用可以减少日常生活中产生焦虑的事件中的躁动,并使阿尔茨海默症患者及其护理者的过渡不那么令人焦虑。

精油

梅奥诊所称,当吸入精油时,它会刺激嗅觉感受器,嗅觉感受器通过中枢神经系统向边缘系统传递正(或负)信息。边缘系统是大脑控制情绪的部分。

梅奥诊所的从业者不会将精油涂抹在患者身上,而是用于供阿尔茨海默患者吸入

当然吸入太多也不好。如果周围有太多的气味,就像用扩散器一样,使嗅觉系统饱和,甚至再也认不出这种气味了。所以不能过量使用。

几项小型研究表明,薰衣草精油可帮助改善痴呆症患者的行为并改善睡眠。柠檬香脂可以按摩到皮肤或吸入,在减轻压力和焦虑方面显示出优势。生姜精油缓解恶心症状。

但不推荐使用薄荷精油,较刺激,许多人会对它产生不良反应。

瑜伽

关于瑜伽及其对阿尔茨海默氏病的影响的研究在某种程度上是有限的,还远没有定论,但在阿尔茨海默氏症的护理中加入诸如瑜伽之类的补充方法,可能会有助于缓解该疾病的某些症状。

2018年2月发表在《神经生物学的压力》杂志上的一项研究综述指出,越来越多的证据表明,压力可能会对像阿尔茨海默氏症这样的神经退行性疾病的发展产生有害影响。

瑜伽具有潜在的好处,可以帮助减轻压力,平息躁动并改善整体情绪

大多数针对阿兹海默症患者的瑜伽都是以缓慢,轻松的方式进行轻柔运动。上课时间通常比一般的瑜伽课短,一般持续10至30分钟。根据个人体能定制,老师从不强迫运动,并鼓励参与者做自己想做的事情。

一篇文章发表在2019年的《大脑可塑性》杂志上,发现瑜伽似乎对负责记忆和信息处理以及情绪调节的大脑关键区域具有积极作用。

游戏

大多数专家似乎都同意游戏本身并不能真正改变疾病的生物学或阻止阿尔茨海默氏症对大脑的破坏性作用。

但有研究人员认为,这使他们增加了进行更多社交互动的机会,这比游戏本身更重要,可以提高生活质量,并可能减少认知能力下降。

发表在2019年8月6日《神经病学》上的一项研究发现,精神刺激活动(例如使用计算机,玩游戏,制作手工艺品和参加社交活动)与年龄相关的记忆力丧失的风险较低或延迟有关。

研究发现,在中老年人参加社交活动,例如去看电影或与朋友外出,或玩填字游戏或纸牌游戏等游戏,发展轻度认知障碍的风险降低了20%。

当然也可能是因为有轻度认知障碍的人没有能力经常降低参加这些活动的机会,因此,需要进一步的研究来调查这些发现。

不同人喜欢玩不同游戏,同一款游戏多次重复也会无聊,以下多款游戏可供参考:

填字、拼图、数独、西蒙、Risk、Azul、Lumosity等。

肠道菌群检测

定期进行肠道菌群健康检测,可以了解该疾病风险,如果能在非常早期的时候及时发现,结合肠道菌群进行多种方式针对性干预(如饮食,益生菌,生活方式的调整等),可能会大大延缓病程。

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Kincaid HJ, Nagpal R, Yadav H. Diet-Microbiota-Brain Axis in Alzheimer’s Disease. Ann Nutr Metab. 2021 Apr 27:1-7. doi: 10.1159/000515700. Epub ahead of print. PMID: 33906194.

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牛皮癣的肠-脑-皮轴

谷禾健康

世界卫生组织报告说,银屑病(俗称“牛皮癣”)影响全世界近一亿人。 发病的平均年龄在15至35岁之间。

牛皮癣最常见的形式是斑块状牛皮癣

皮肤细胞异常快速地生长并在皮肤上堆积

多余的细胞会产生厚而有光泽的鳞片

带有干燥,发痒的红色斑块,有时会很痛

关于牛皮癣的常见类型详见附录。

认识牛皮癣   

大多数牛皮癣患者会经历症状的“周期”。有时可能会在几天或几周内出现严重的症状,然后症状可能会消失。在几周内,病情可能会再次发作。周而复始。没有症状的时候并不意味着牛皮癣不会复发。

有一点需要说明的是,牛皮癣并不会传染。

牛皮癣的症状是如何产生的?

与其说牛皮癣是皮肤病,倒不如说是一种自身免疫性疾病。自身免疫性疾病是身体自我攻击的结果。当牛皮癣发生时,T细胞会错误地攻击皮肤细胞。

这种错误的攻击会导致皮肤细胞生产过程过度运转。加速的皮肤细胞生成会导致新的皮肤细胞发育过快,然后被推到皮肤表面堆积。

那么,肠道微生物如何影响皮肤?肠-脑-皮肤轴如何发挥作用?肠道神经递质有什么样的调节功能?与牛皮癣之间有什么关系?具体的病理作用是什么?我们来详细了解一下。

牛皮癣患者肠道微生物组成   

多项研究采用16S rRNA测序技术,分析了牛皮癣患者和健康人的粪便微生物组。结果显示,牛皮癣患者的肠道菌群结构与健康人不同。

在门水平上,牛皮癣患者的厚壁菌门和放线菌门丰度显著增加;在种水平上,牛皮癣患者的Ruminoccocus gnavus, Dorea formicigenerans,Collinsella aerofaciens丰度显著增加,而Prevotella copri ,Parabacteroides distasonis,Akkermansia muciniphila丰度显着降低。

最近的研究发现,牛皮癣患者的厚壁菌门和拟杆菌门的相对丰度在门的水平上是颠倒的,16种系统型在属水平上存在显著差异。

Hidalgo-Cantabrana 等人在牛皮癣患者中观察到严重的菌群失调,某些菌群多样性较低且相对丰度发生改变。研究表明,牛皮癣改变了患者肠道菌群的特性和功能。

牛皮癣患者的肠道微生物和皮肤-肠道轴    

牛皮癣和其他全身性炎症性疾病一样,涉及各种免疫途径的不适当激活,导致促炎性细胞因子升高。而肠道菌群参与促炎性Th17细胞的发育,调节炎症性肠病和肥胖症等疾病中的炎症。

前面提到牛皮癣患者肠道中的艾克曼菌(A. muciniphila)明显减少,该菌是可以增强肠道上皮的完整性并能抵抗全身性炎性疾病。

同样发现艾克曼菌减少的还有Scher等人,他们的研究,发现牛皮癣患者同时还伴有Ruminococcus,  Pseudobutyrivibrio的相对丰度降低。而金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus),白色念珠菌(Candida albicans)和马拉色菌(Malassezia)在皮肤和肠道中定植的增加与牛皮癣加剧有关。所以说,肠道和皮肤之间的联系是强烈的和双向的。

那么,肠道菌群是怎么对皮肤产生影响的呢?

取决于肠道微生物群及其代谢产物从肠道到皮肤的传播。某些致病细菌可以产生某些代谢产物,例如苯酚和对甲酚。 这些代谢物可以破坏皮肤屏障的完整性和表皮分化,减少皮肤的水合作用,并损害角化作用,这些作用与进入血液和在皮肤中积累有关。

短链脂肪酸(SCFA)是一种代谢产物,参与免疫细胞的活化和凋亡。 越来越多动物实验证据表明,慢性系统性炎症是肠道生态失调的主要后果。由于促炎性细胞因子的分泌,上皮通透性增加和激活的效应T细胞之间的不平衡,这导致了慢性全身性炎症的恶性循环。 这可能是肠道微生物组诱导皮肤损伤的众多机制之一。

肠道微生物的畸变导致多种炎症性皮肤病,例如寻常痤疮,脂溢性皮炎和牛皮癣。 越来越多的证据表明肠道菌群失衡会诱发炎症性皮肤病。 

当然这也为我们提供了一种改善皮肤状况的可行方法——肠道菌群调节。基于这些发现,益生菌可以治皮肤炎症,方法简单,安全且便宜。(更多关于牛皮癣的预防措施详见后面章节)

牛皮癣患者肠道微生物和神经递质   

关于微生物群和神经系统之间的干扰,研究表明宿主神经递质和/或相关途径在交流过程中起着关键作用。

斯托克斯和皮尔斯伯里首先基于各种实验证据和临床轶事,提出了肠-脑-皮轴概念,表明胃肠道调节介导了情绪和神经状态对皮肤的影响,情绪状态(如抑郁、焦虑等)会促进局部和全身性炎症。

研究还发现,情绪状态与炎症性皮肤状况之间的重要联系可以通过肠道菌群来调节。 

最近的研究支持肠-脑-皮肤理论的证据。 我们前面的文章说过,肠道微生物会影响皮肤状况(痤疮的严重程度,点此查看 痘痘?粉刺?皮肤问题很可能是肠道问题),这与它们调节全身性炎症,氧化应激和情绪变化的能力是一致的。

牛皮癣患者肠道微生物通过分泌神经递质介导免疫系统和神经系统之间的相互作用

Guang Chenet al., Dermatol Ther (Heidelb),2020

细菌代谢产物对内源性中枢神经系统信号的激活涉及许多神经递质,包括GABA,5-羟基色胺(5-HT),去甲肾上腺素,多巴胺等。

以下对3种常见的神经递质展开讨论。

 多 巴 胺  

多巴胺是中枢神经系统中的一种重要神经递质,可控制认知、情绪、免疫和神经内分泌。

1. 在牛皮癣中,免疫系统和神经系统之间的串扰通过神经递质(如多巴胺)通过影响局部组织环境来调节免疫反应,并可能例如影响T细胞的活化状态和迁移。 免疫细胞还利用神经递质相互交流,以牛皮癣的组织特异性炎症为目标。

2. 证据表明,在31–88%的病例中,患者报告称压力是其牛皮癣的诱因。压力也是牛皮癣暴发的结果。 因此,所有的压力激素,包括多巴胺,都应该是牛皮癣的重要调节剂。

3. 多巴胺可以增加角质形成细胞的活性,这在细胞因子和趋化因子的释放中起作用。

  5- 羟 色 胺  

5-羟色胺是一种信号分子,通过旁分泌,内分泌和邻分泌调节多种生理过程,包括免疫系统,胃肠道和神经系统。超过90%5-HT是由胃肠道肠嗜铬细胞(EC)合成的,而5%的5-HT是在肠系膜神经元中合成的,还有一部分是在大脑中合成的。

血清素水平可以通过色氨酸羟化酶的帮助,通过分泌小分子(如SCFAs)来促进ECs产生血清素。 

80年代,5-HT被定义为一种免疫调节剂,因为它具有抑制炎症的能力,包括牛皮癣,5-HT改变了血清素能系统失调患者的免疫反应。 

 GABA  

GABA作为CNS的主要抑制性神经递质,具有广泛的生物学活性,包括调节突触传递,促进神经元发育和放松,预防失眠和抑郁。

越来越多的证据表明,GABA可以被细菌消耗和/或产生。乳酸菌和双歧杆菌是GABA的主要来源。

最近的一项人类研究中,从瘦到肥胖个体的粪便微生物组移植提高了血浆中的GABA水平,这表明微生物组可以控制GABA的产生水平

GABA 的免疫作用

研究人员发现了GABA的各种生物活性,例如抗高血压,抗糖尿病,抗癌,抗氧化剂,抗发炎,抗微生物和抗过敏作用。

GABA与牛皮癣

牛皮癣患者通常有瘙痒,可能与GABA系统有关。 实验研究报道了牛皮癣患者皮肤中GABA配体和GABAA受体的表达增加,表明它们在与牛皮癣相关的发病和瘙痒中具有关键作用。 因此,GABA可以被认为是预防和治疗牛皮癣的潜在替代疗法。

表 神经递质产生菌(代表性的菌)

Guang Chenet al., Dermatol Ther (Heidelb),2020

综上,肠道菌群可能通过分泌神经递质来介导神经系统和免疫系统之间的串扰。FMT(粪菌移植)可能是牛皮癣的一种新型疗法。 需要进一步的临床试验以提供可靠的证据,验证潜在机制。

肠-脑-皮轴是神经传递调节中可能的通讯途径。通过了解这些途径及其与疾病特征的关系,可以设计肠道菌群介导的干预措施来操纵这些靶点以治疗牛皮癣。

虽然牛皮癣的症状可能反反复复,但至少可以做一些相应的预防措施,避免不断诱发其发作。

 关于预防牛皮癣的十条建议  

 1. 减 轻 压 力  

生活中的日常压力可能会对任何人产生负面影响,但对牛皮癣患者而言尤其成问题。身体容易对压力产生炎症反应。这种反应会引起牛皮癣发作。

 ——心理咨询

牛皮癣患者更容易出现抑郁等心理问题。当出现新斑点时,可能会不太自信。这种情况的持续循环会造成心理伤害。可以咨询专业的心理专家或加入牛皮癣患者正规论坛等进行交流。

——瑜珈 

瑜伽促进身心放松,帮助缓解压力。

——冥想和其他放松技术。

尝试读书,跑步,与家人朋友聊天等。

 2. 避 免 某 些 yao 物  

某些yao物可能会干扰人体的自身免疫反应并引起炎症,从而引发牛皮癣。

 3. 防 止 皮 肤 受 伤  

有些人的皮肤损伤会进一步引发牛皮癣。这就是所谓的Koebner现象。引发牛皮癣的常见皮肤损伤包括晒伤和擦伤。

保护好皮肤可以帮助预防牛皮癣。如果外出时,应始终采取额外的预防措施,可以包括以下措施:

–外出时使用防晒霜并戴上帽子

–进行园艺时戴长袖手套

–在户外活动前喷杀虫剂

–参加户外活动时要谨慎

对于牛皮癣患者来说,过多的阳光会导致症状加剧。虽然说,适量的阳光可以缓解某些症状,保持10分钟左右,晒伤会引起耀斑。

 4. 温 和 清 洁  

牛皮癣患者应选择温和的保湿清洁剂,避免使用会导致皮肤干燥或刺激皮肤的配方。

避免含以下刺激成分:

月桂醇、肉豆蔻醇、棕榈醇、鲸蜡醇、二十二醇、视黄酸等。

 5. 注 意 保 湿 

寒冷干燥的气候也会加剧牛皮癣的症状。在这种天气下,皮肤水分较少,尤其热空调会更加干燥,实在太干的情况,最好配备加湿器。

洗澡不要超过10分钟,洗完澡后尽快保湿。可用毛巾拍干皮肤并涂上无气味的乳液,帮助锁住水分。

 6. 避 免 感 染  

感染会引发牛皮癣,因为感染会对免疫系统造成压力,从而引起炎症反应。

特别是链球菌性咽喉炎与小儿牛皮癣的发作有关。牛皮癣突然发作可能发生在耳痛,扁桃体炎或呼吸道或皮肤感染后。

如果发现有皮肤受伤(例如割伤或伤口),请确保正确清洁包扎以防感染。其他预防感染的方法包括:

–全天经常洗手

–避免与他人共享食物,饮料或饮食用具

–限制接触生病的人,尤其是儿童

 7. 饮 食 健 康  

如果是肥胖或超重患者,牛皮癣症状可能加重。因此,需要注意通过锻炼和饮食健康的饮食来控制体重。2013年发表在JAMA Dermatology上的一项研究发现,低热量饮食有利于改善牛皮癣。

另外,某些食物可能会引起人体内的炎症,从而引发牛皮癣症状。当然也有食物可以帮助减轻炎症和爆发现象。

可能引起炎症的食物包括:

红肉、乳制品、高脂食品、加工食品、精制糖、茄属植物、柑橘水果等。

可能减轻炎症的食物包括:

肥鱼,例如鲑鱼和金枪鱼

种子,例如亚麻籽和南瓜籽

坚果,尤其是核桃和杏仁

绿叶蔬菜,例如菠菜和羽衣甘蓝

关于抗炎饮食,促炎饮食可查看我们之前的文章:

深度解析 | 炎症,肠道菌群以及抗炎饮食

8. 避 免 酗 酒  

酒精是许多牛皮癣患者的诱因。哈佛大学医学院附属医院的一项研究发现,每周喝两到三杯酒(不是淡啤酒)和牛皮癣的患病率增加有关。

 9. 避 免 吸 烟  

如果患有牛皮癣,请避免吸烟。烟草会增加牛皮癣的风险,加剧牛皮癣症状。

 10. 保 证 睡 眠  

建议成年人每天睡七至八个小时。充足的睡眠可以支持免疫系统,并可以帮你保持健康的体重和控制压力。所有这些对于预防牛皮癣都很重要。


附录:

牛皮癣的常见类型   

斑块状银屑病——常见类型

导致红色发炎的斑块,覆盖皮肤区域。这些斑块通常覆盖着发白的银鳞或斑块。

肠状牛皮癣——儿童时期很常见

引起小的粉红色斑点。常见的部位包括躯干,手臂和腿。很少像斑块状牛皮癣那样浓密或凸起。

脓疱性牛皮癣——多见于成人

导致白色的脓性水疱和大面积的红色发炎皮肤。

反向银屑病——特殊部位

导致皮肤发红,发亮,发炎。在腋下或乳房等部位皮肤皱褶周围发展。

红皮病性牛皮癣——严重且非常罕见

通常一次覆盖身体的大部分,鳞片经常脱落成大块或片状脱落。患有这种牛皮癣的人可能经常发烧或生病。

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主 要 参 考 资 料:

Mayo Clinic Staff. (2017). Psoriasis. mayoclinic.org/diseases-conditions/psoriasis/symptoms-causes/syc-20355840

Chen Guang,Chen Zai-Ming,Fan Xiao-Yan et al. Gut-Brain-Skin Axis in Psoriasis: A Review.[J] .Dermatol Ther (Heidelb), 2020.

Kurd SK, et al. (2010) The risk of depression, anxiety and suicidality in patients with psoriasis: A population-based cohort study. DOI:10.1001/archdermatol.2010.186

Rachakonda TD, Schupp CW, Armstrong AW. Psoriasis prevalence among adults in the United States. J Am Acad Dermatol. 2014 Mar;70(3):512-6. doi: 10.1016/j.jaad.2013.11.013. Epub 2014 Jan 2. PMID: 24388724.

Psoriasis. (n.d.).aad.org/public/diseases/scaly-skin/psoriasis

Women who drink beer more likely to develop psoriasis.(2010).sciencedaily.com/releases/2010/08/100816162645.htm

Mayo Clinic Staff. (2018). Psoriasis. mayoclinic.org/diseases-conditions/psoriasis/symptoms-causes/syc-20355840

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