【科學新知】2015年《Nature》期刊:「心理健康- 由腸道開始思考」 Mental Health: Thinking From the Gut

2015 / 08 / 26

益生菌的使用邁入新紀元
研究顯示 - 精神益生菌 Psychobiotics -可以改善焦慮、抑鬱等情緒障礙

‧  腸道健康支配人類精神健康
The State of Our Gut Governs Our State of Mind

 

腸道健康支配人類精神健康的概念可追溯到十九世紀,當時科學家們認為腸道中累積的廢物會引起“自動中毒(auto-intoxication) ”,造成腸道感染,並引起抑鬱、焦慮等精神疾病,所以當時流行替憂鬱症患者洗腸,或施行腸道手術來改善。

近來醫學研究發現腸道菌叢與人類大腦間似乎有某種特殊的連結,且隨著研究而越來越被證實,科學家們逐漸相信腸道益菌及腸道健康對於心理情緒有著重要的影響。大腦與腸道間的作用是雙向的,大腦掌控了腸胃道的運作和免疫功能,幫助穩定腸道生態,腸道中的微生物也會影響神經分泌一些傳導物質,而這些物質再影響大腦功能。這些交互反應可經由不同管道進行,微生物分泌的化合物經由迷走神經往來大腦及消化道間,同時代謝產物也經由免疫系統的影響而進一步影響大腦功能。瑞典的研究顯示,腸道微生物可以協助控制腸壁及血腦障壁的通透性,這可以防止有害物質進入大腦或者由腸道中洩漏,幫助維持健康。
 
愛爾蘭科克大學的John Cryan指出,微生物需要人類社會化,讓他們能夠透過人際溝通順利傳播;研究顯示,完全無菌的小鼠喪失了認識其他老鼠及互動的能力。在其他研究中,微生物能使小鼠出現類似人類焦慮、抑鬱,甚至自閉的行為。其後再通過提供益菌,成功的使小鼠的行為逐漸正常化。目前的研究多半侷限於動物研究中,但Cryan認為這些研究對於研發"精神益生菌- Psychobiotics* 有積極性的幫助;他表示 “透過飲食提供益菌來改善行為的方式,未來可能可以作為治療情緒障礙的一個新契機"。
 

‧  性格轉化 – 實驗室案例 
Personality Shifts

 

科學家使用完全無菌的小鼠來研究腸道微生物能否改變行為和大腦功能,Cryan表示“在老鼠身上進行實驗是件好事,因為我們永遠不可能在人類身上進行類似實驗”。研究結果對於推導到人類身上有重大意義。在沒有腸道菌叢時,無菌小鼠的大腦跟免疫系統的發育較為遲緩,而且更加過動與大膽。
 
日本九州大學的須藤伸之研究發現,將無菌小鼠放在狹窄的管道內一小時後,它們體內的壓力激素質遠超過同樣情形的正常小鼠,這顯示出無菌的小鼠對應壓力的反應是不正常的。他們還發現,只要給小鼠補充嬰兒雙歧桿菌 Bifidobacterium infantis後,小鼠的反應會趨近正常化。這項研究明確顯示腸道益菌可以增加大腦對壓力的適應性,補充益生菌可以提升抗壓性,有效改善情緒心理。
 
同時,加拿大麥馬斯特大學的研究則顯示,如果將小鼠的腸道中移入其他老鼠的腸道益菌,原先冒險性強的老鼠若被移入膽小老鼠的腸內益菌後,會由大膽好奇轉變為畏縮遲疑,而反之亦然,此顯示出腸道內的菌叢確實可能對行為及個性有很大的影響;因此推論抑鬱跟情緒障礙很可能與腸道菌叢生態息息相關。研究也發現大多數人在腸胃系統出現疾病時會變得容易沮喪憂鬱,這些情緒並不能單單歸咎到疾病的不適;而對將過敏性腸道綜合症患者的菌叢移植入小鼠腸道後,小鼠也容易罹患大腸躁激症,同時牠們的免疫系統也被激活,普遍出現情緒焦慮,不斷來回奔跑等典型圈養動物因環境狹小所出現的精神障礙性行為。
 

‧  與自閉症的相關性?
Autism Connection?

 

加州理工學院的神經學家Paul Patterson在2007年分析發現,懷孕期出現持續發燒症狀的婦女產下自閉兒的機率是一般婦女的七倍;為了進一步研究自閉症的成因,進行了母體免疫反應測試(MIA),讓一批懷孕小鼠接觸模擬病毒的物質,使小鼠產生類似流感的症狀。研究發現,這批小鼠所生下的幼鼠出現了自閉症的主要症狀 - 缺乏社會化、重複行為以及溝通困難;此外,幼鼠也出現腸漏症,這是一個重要的特徵,因為自閉症兒童經常會罹患腸漏症。而另一組人員也發現這些幼鼠腸道中的兩類有害菌(Clostridia & Bacteroidia)數量特別高,這些小鼠腸道菌叢不平衡的狀況跟自閉症患者也許有所不同,但小鼠身上所發現的特殊現象還是很具有參考性,因為這個研究結果不禁讓人思考,也許自閉症的起因並不在大腦中,而是腸道中的菌叢平衡造成的影響?
 
為了進一步找出自閉症的可能成因,腸道內出現大量壞菌的小鼠被餵食了有抗炎特性的微生物- Bacteroides fragilis,實驗發現當小鼠的腸漏症得到改善,而且腸道菌叢較為平衡之後,小鼠的行為及溝通有著顯著的改善,甚至對成年小鼠提供益菌也同樣有效,此研究對自閉症的治療出現新希望,至少在動物研究中證實了自閉行為是可逆的,改善腸道健康對自閉症似乎有很好的治療效果。

 

‧  尚須更多的研究
Limits of research

 

益生菌的功能已廣泛的被確認,包括幫助人體產生維生素,促進膳食纖維吸收,維護整體腸道健康,甚至改善因抗生素所引發的腹瀉等;但是關於益生菌與大腦及精神健康方面的研究還只是剛起步的階段,研究並不多。加州大學洛杉磯分校進行的人體研究發現,益生菌會傳送特殊的訊息到大腦,從而影響腦部功能。他們提供健康女性食用優格一個月後,記錄當受測者見到驚嚇或憤怒照片時的大腦反應,正常人見到這些照片本能的會有焦急等壓力反應,但是長期食用優格的女性較不受到圖像的影響,這樣的研究顯示出人類腸道中的菌叢的確會影響人類對應環境壓力時的反應;雖然尚不能確定益生菌如何協助人類對抗焦慮,但正陸續的進行研究探討中。
 
科克大學最近發表的一項研究顯示,雙歧乳桿菌-哺乳動物(包含人類)腸道中發現最多的益菌- 中的兩個品種被認為比抗憂鬱藥物-立普能錠(escitalopram)還要更有效改善抑鬱,小鼠研究中證實了這兩種菌在治療焦慮、抑鬱的功效。雖然Cryan教授樂觀地認為這樣的研究可以支持精神益菌(psychobiotics)有效的論點,但他也表示尚需更多的研究來找出這個論點的正確性,以確認腸道菌叢與情緒健康間的作用機轉。