古話說，腸肥腦滿。雖然不知古人最初是如何將腸與腦關聯(lián)到一起，但在今天，這個成語可以擁有新的注解了。

腸與腦確實關系密切。腸腦軸具有雙向通訊，腸道菌群及其代謝產物可通過多種途徑直接或者間接影響神經系統(tǒng)，乃至相關的內分泌和免疫系統(tǒng)；神經系統(tǒng)亦可通過下丘腦-垂體-腎上腺軸（HPA）影響腸道功能[1]。

與腸道接觸時間最久的是什么？除了人類的好朋友腸道微生物，就得數我們每天吃吃喝喝的各種食物了。這么一說，食物是否也會對大腦產生影響呢？

近日，廣東省科學院微生物研究所陳地靈科研團隊在《轉化精神病學》上發(fā)表論文，研究者們發(fā)現，高糖高脂飲食會引起腸道持續(xù)的低度炎癥，持續(xù)的高糖高脂飲食改變了腸道菌群的結構，且大腦也存在低度炎癥以及膽堿能系統(tǒng)受到影響[2]。

科學家很早就知道高糖高脂飲食會對腸道產生影響，能同時改變腸道微生物群落組成和腸道代謝產物[3,4]。腸道菌群與機體有著共代謝和互為影響的關系，許多物質的代謝與腸道菌群密切相關。但這些又會如何進一步影響大腦，尚且不清楚。

研究者們嘗試用高脂高糖飲食喂養(yǎng)小鼠。鼠糧中，碳水化合物占比46%，脂肪占比17%。

在這么飼養(yǎng)了3個月之后，研究者發(fā)現小鼠的腸道菌群結構發(fā)生了顯著的變化，酸桿菌門、疣微菌門、軟壁菌門、厚壁菌門明顯減少，擬桿菌門、變形菌門、脫鐵桿菌門、放線菌門增加。

同時，腸道中促炎標志物的表達也受到了影響。TNF-αIL-2、PPAR-γ、NF-κB增加，并導致了組織炎癥和病理變化?？梢园l(fā)現，持續(xù)的炎癥導致小腸和結腸部位的細胞邊界模糊、組織損傷。更可怕的是，在肝臟、腎臟、脊髓、脾臟、脂肪和心臟等多個器官和組織中也發(fā)現了病理變化。

持續(xù)高糖高脂飲食誘發(fā)腸道的輕度炎癥

那么大腦又如何呢？

研究者分析了小鼠的大腦切片，發(fā)現小鼠神經元縮小、神經纖維減少、下丘腦細胞凋亡百分比增加。與此一致的是，小鼠食欲增加、體重也直線上升。進一步分析發(fā)現，小鼠的星形膠質細胞數量顯著減少、小膠質細胞激活增加，膽堿能神經也受到了影響。

中樞膽堿能系統(tǒng)與學習、記憶密切相關，乙酰膽堿（ACh）是中樞膽堿能系統(tǒng)中重要的神經遞質之一，其主要功能是維持意識的清醒，在學習記憶中起重要作用。

高糖高脂飲食影響大腦腦膽堿能系統(tǒng)和引起大腦的輕度炎癥

考慮到一些細菌可產生具有生物活性的神經遞質，而這些神經遞質被認為可調節(jié)宿主的神經系統(tǒng)和行為[5]，研究者又分析了相關的菌群。

通過多組學聯(lián)合分析，高糖高脂飲食下，黃桿菌科、卟啉單胞菌科、雙歧桿菌科、擬桿菌科、脫硫弧菌科、腸球菌科、普雷菌科、乳酸菌科和胃鏈球菌科的細菌可能與大多數腦神經遞質的生成相關。進一步分析，大腦中的神經遞質乙酰膽堿，可能受到來自帕拉普氏菌屬、瘤胃球菌屬、和叢毛單胞菌科的細菌的干預。

腦組織神經遞質與腸道菌群的相關性熱圖

最后，研究者們還發(fā)現了一個有趣的現象——吃同樣的東西，對不同個體的影響也是不同的。

高脂飲食的副產物氧化三甲胺（TMAO）是腸源性菌群代謝物，與心血管疾病、Ⅱ型糖尿病、胰島素抵抗等疾病密切相關。研究者們給正常大鼠和高糖高脂飲食大鼠灌胃三甲胺（TMA），在不同腸道菌群背景下，氧化三甲胺（TMAO）的轉化水平不同，同時對肝組織，血脂水平以及神經系統(tǒng)產生影響。

不同腸道微生物背景對膽堿飲食轉化成TMAO的影響

該文進一步了豐富飲食對腸腦軸影響的研究，同時進一步闡述不同腸道菌群結構背景下，將對攝入的營養(yǎng)物質產生不同的影響，精準營養(yǎng)還需關注個性化的腸道菌群結構。

參考文獻：

[1] Morais LH, Schreiber HL 4th, Mazmanian SK. The gut microbiota-brain axis in behaviour and brain disorders. Nat Rev Microbiol. 2021;19(4):241-255. doi:10.1038/s41579-020-00460-0

[2] Guo Y, Zhu X, Zeng M, et al. A diet high in sugar and fat influences neurotransmitter metabolism and then affects brain function by altering the gut microbiota. Transl Psychiatry. 2021;11(1):328. Published 2021 May 27. doi:10.1038/s41398-021-01443-2

[3] Daniel H, Gholami AM, Berry D, et al. High-fat diet alters gut microbiota physiology in mice. ISME J. 2014;8(2):295-308. doi:10.1038/ismej.2013.155

[4] Liu Y, Yang K, Jia Y, et al. Gut microbiome alterations in high-fat-diet-fed mice are associated with antibiotic tolerance [published online ahead of print, 2021 May 20]. Nat Microbiol. 2021;10.1038/s41564-021-00912-0. doi:10.1038/s41564-021-00912-0

[5] Strandwitz P. Neurotransmitter modulation by the gut microbiota. Brain Res. 2018;1693(Pt B):128-133. doi:10.1016/j.brainres.2018.03.015

責任編輯 | 代絲雨