发展您的肠脑轴:最初的一千天

                                               

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Allison Kiessling, used with permission
忙于建立脑肠轴.
来源:艾莉森·基斯林(Allison Kiessling),经许可使用

作为新生婴儿,您完全无法抵抗世界上的危险病原体.母亲的有益微生物(由阴道细菌,母乳甚至亲吻产生)旨在保护您,防止您通过启动自己的微生物群而遭受猛烈攻击.

母乳是一种极好的物质,其中包括益生元,益生菌,甚至还包括基本的免疫系统,可帮助您和肠道菌群不断发展.牛奶是双歧杆菌乳酸杆菌等细菌的最爱食物.如果这些听起来很熟悉,那是因为它们是酸奶中最杰出的微生物.有了所有的牛奶,您的结肠就像酸奶制造商一样运转.这些细菌会吃掉母乳中的复合糖,并产生丁酸之类的物质,从​​而使肠道内壁的细胞变得轻而易举.这样可以使您保持健康状态,并防止病原体进入您脆弱的肠壁附近.

很明显,您的微生物群是一件好事,但是它们如何运作?

无瘤小鼠

为了进一步了解微生物在我们的生活中所起的作用,科学家们转向了无菌小鼠.这些动物绝对没有细菌,必须在特殊的无菌环境中饲养.

2004年,须藤信之(Nobuyuki Sudo)发表了一项针对无菌小鼠的研究,该小鼠启动了肠脑运动. [1] Sudo显示,无菌小鼠的压力反应过大.它们的行为不同于普通的种鼠.他还发现,他们的化学物质较少,可促进神经生长,导致终身的认知缺陷.换句话说,Sudo表明细菌在大和行为中发挥了作用.这是一个令人震惊的结果,其影响仍在学术界不断蔓延.

苏多表明,他可以通过给它们提供微生物群落来恢复这些小鼠的正常状态-但前提是他必须在小鼠三周大之前这样做.这意味着在有限的时间范围内可以改变微生物群以及未来的行为.在人类中,这个早期的窗口可以翻译成大约一千天的时间,它可以为您提供健康的开始或为您的余生树立悲惨的遗产.

好坏,微生物群的行为就像一个善意的器官,与您的所有主要身体系统(包括肠道,免疫系统和大脑)紧密相互作用.

你的胆量

您的肠道具有自己的“大脑",呈复杂的神经网状,像管袜子一样围绕着肠子.像您的大脑一样,它包含神经胶质细胞,它们是神经系统的免疫细胞.这些细胞通过迷走神经在微生物群和大脑之间的交流中发挥作用,并有助于在肠道内形成粘液层. [2]

此粘液层可帮助肠道进行棘手的工作,即在保持微生物隔离的同时让养分进入.不管肠道中的微生物有多有用,如果它们渗入您的血液并流到人体的每个组织中,它们都可能致命.这种最重要的粘液屏障只有在健康的微生物群存在下才能正常发展和运作.无胚小鼠缺乏神经胶质细胞,因此缺乏形成粘液层的能力,使它们极易受到病原体的侵害.

您的免疫系统

因此,我们看到微生物群可以正常发育,但我们也知道我们的免疫系统旨在消灭微生物,那么它如何传递给肠道内数以万亿计的微生物?尽管尚未完全了解,但您的身体有多种提高微生物耐受性的方法-但仅在最初的数千天内.

您可能熟悉抵抗感染的T细胞和B细胞,但是还有另一类非常重要的免疫细胞,称为T调节细胞或T-reg.这些细胞限制了免疫系统,告诉他们一旦感染清除就退缩.重要的是,T-regs还可以对有益细菌提供持久的耐受性. T-reg功能的问题是大多数自身免疫和炎性疾病的根源.

您的妈妈也有帮助.在她的一生中,她一直保持着与病原体抗争但能耐受有益细菌的免疫系统.其中大部分是从她的妈妈那里继承的.这种免疫系统的紧凑型包装与她的牛奶捆绑在一起,将耐性传给了几代人.

您的大脑

随着微生物群的复杂性增加,神经系统也随之增加.髓磷脂是一种具有电绝缘作用的脂肪物质,它开始包裹整个大脑的神经细胞,该项目将在未来四年内完成.没有髓磷脂,您的神经之间可能会发生串扰,干扰正常的沟通.这是您不记得自己这么年轻的原因之一.在无菌小鼠中,髓磷脂异常发育,表明微生物对于适当地保护成长中的大脑非常重要.

血脑屏障旨在防止病原体和毒素进入您的大脑.但是在无菌小鼠中,这种情况不会发生,这会使大脑容易受到侮辱并破坏正常的大脑发育.通过为无菌小鼠提供有效的微生物群,可以恢复血脑屏障.因此,具有讽刺意味的是,要保护您的大脑免受微生物的侵扰,您需要一个健康的微生物群.

您的大脑有自己的免疫系统,该系统由称为小胶质细胞的细胞组成,与先前提到的神经胶质细胞有关.在无菌小鼠中,这些小胶质细胞发育不良,畸形且不成熟. [3]这意味着微生物对于正确发展大脑免疫力是必不可少的.

无胚小鼠还具有较低水平的促进神经元生长的蛋白质. [4]这意味着微生物对于神经元的正常生长是必需的.

所有这些脑部异常都可能影响认知,行为和情绪,而且令人惊讶的是,所有这些异常都受到微生物群的影响.

但是老鼠呢?

无细菌的小鼠是这项研究的主要来源,但不要等待这些研究的人类版本;我们没有无菌的人.尽管如此,即使涉及到大脑和行为,鼠标研究也可以与人体研究很好地配合.毕竟,啮齿动物是测试精神活性药物的首选动物.

此外,新的人体研究表明,鼠标实验朝着正确的方向发展.在芬兰进行的一项此类研究对75名接受了乳酸杆菌补充剂或的婴儿进行了追踪,追踪了13年.到那时,对照组中有17%患有ADHD或阿斯伯格(Asperger's),但服用益生菌的孩子却没有.作者得出的结论是:“生命早期补充益生菌可以降低儿童后期神经发展的风险." [5]

其他人体研究发现饥荒,发现的结果与动物研究相似.营养不良的婴儿通常患有神经细胞发育不良,造成认知异常,其中一些可能是永久性的.这种神经发育迟缓可能部分是由于营养不良引起的微生物群受损. [6]

尽管大多数研究揭示了相关性,而不是因果关系,但它却提出了令人惊讶的大脑和微生物群交织的发展.

毕业

在头一千天结束时,您通常会断奶并进食固体食物.这标志着您成年菌群的开始.一旦建立,就很难改变您特定的微生物混合物.你几乎被他们困住了.

希望您的微生物群没有因为过多的抗生素或令人讨厌的疾病而受伤.受损的微生物群会使您更容易发炎,通常伴有抑郁和焦虑.另一方面,丰富多样的微生物群将带给您健康,阳光充沛的生活的开端.

值得的是,在您的前1000天发生的事情可能会改变您的生活心情.

参考

[1]须藤,信行,千田洋一,相叶裕二,园田顺子,大山直美,萧-Nian Yu,久保千春和古井康宏. “产后微生物定殖程序对小鼠的下丘脑-垂体-肾上腺系统进行应激反应."生理学杂志558号. Pt 1(2004年7月1日):263-75.

[2] Kabouridis,Panagiotis S.,Reena Lasrado,Sarah McCallum,Song Hui Chng,Hugo J. Snippert,Hans Clevers,Sven Pettersson和Vassilis Pachnis. “微生物群控制肠固有层中胶质细胞的稳态."神经元85,不. 2(2015年1月21日):289–95.

[3]厄尔尼(Erny),丹尼尔(Daniel),安娜莉娜(Anna LenaHraběde Angelis),迭戈. Staszewski,Eyal David,Hadas Keren-Shaul等. “宿主微生物群不断控制中枢神经系统中小胶质细胞的成熟和功能."自然神经科学18号. 7(2015年7月):965-77.

[4] Cryan,John F.和Timothy G. Dinan. “改变心灵的微生物:肠道菌群对大脑和行为的影响."自然评论.神经科学13,没有. 10(2012年10月):701-12. https://doi.org/10.1038/nrn3346.

[5]Pärtty,Anna,MarkoKalliomäki,Pirjo Wacklin,Seppo Salminen和Erika Isolauri. “早期益生菌干预与儿童后期神经精神疾病风险之间的可能联系:一项随机试验."儿科研究77,编号. 6(2015年6月):823-28.

[6] Goyal,Manu S.,Siddarth Venkatesh,Jeffrey Milbrandt,Jeffrey I. Gordon,和Marcus E. Raichle. “养活大脑,养育心灵:将营养和肠道菌群与大脑发育联系起来."美利坚合众国国家科学院院刊,112号. 46(2015年11月17日):14105–12.

                                               
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