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抵抗高糖高脂肪食物的誘惑是很多人日常生活的一部分,我們不經(jīng)思考為什么我們這么喜歡甜食或高脂肪的食物呢?
發(fā)表在《Bioessays》上的一篇題為“Is eating behavior manipulated by the gastrointestinal microbiota? Evolutionary pressures and potential mechanisms”的綜述稱,對某種食物的偏好不完全是我們自己能控制的,我們體內(nèi)的腸道菌群在很大一部分決定了我們的食物偏好。腸道菌群處于選擇性的壓力會操縱宿主的進(jìn)食行為,以增加其生存能力。
Is eating behavior manipulated by the gastrointestinal microbiota? Evolutionary pressures and potential mechanisms
DOI: 10.1002/bies.201400071
腸道菌群是什么?腸道菌群指的是腸道中的微生物。我們?nèi)梭w的腸道內(nèi)大約有10萬億個細(xì)菌。不同的菌群對不同的食物有不一樣的偏好。例如,普氏桿菌喜歡碳水化合物和單糖,擬桿菌屬喜歡某些脂肪,而雙歧桿菌喜歡膳食纖維。因此飲食的改變則會導(dǎo)致菌群物種數(shù)量的相應(yīng)變化。因此每個微生物群落的數(shù)量與飲食之間存在很大的關(guān)聯(lián)。
菌群之間互相存在競爭,而競爭決定哪一個微生物在其中生存。如果我們每天習(xí)慣吃碳水化合物而不怎么吃蔬菜時,那么我們體內(nèi)喜歡這類碳水化合物的菌群就會越來越多,而喜歡膳食纖維的菌群則有可能被餓死。當(dāng)喜歡碳水化合物的菌群越來越多,我們對這種類型的食物則越渴望。有研究表明,'渴望巧克力 '的個體與 '不喜歡巧克力 '的個體相比,她們尿液中的微生物代謝物不同。
腸道菌群不僅控制我們的食物偏好,它還可以控制我們的心情。有研究表明,把有焦慮樣行為的小鼠糞便轉(zhuǎn)移到無菌小鼠身上導(dǎo)致無菌小鼠在喂養(yǎng)時出現(xiàn)膽怯行為。
當(dāng)把無菌對照組小鼠糞便顆粒喂養(yǎng)給有焦慮行為的小鼠后,原先焦慮行為的小鼠表現(xiàn)出更具探索性的行為,像他們的糞便供體無菌小鼠一樣。此外,含有乳酸菌的益生菌配方R0052和長雙歧桿菌R0175可減輕心理困擾。這些研究表明腸道菌群與我們的心情息息相關(guān)。
那腸道菌群是怎么控制我們的食物偏好和心情呢?它主要通過改變我們的味覺受體、產(chǎn)生改變情緒的毒素和劫持我們的迷走神經(jīng)控制我們的飲食行為。
通過分泌神經(jīng)遞質(zhì)血清素和多巴胺讓我們開心,通過影響免疫系統(tǒng)促使機(jī)體分泌炎癥因子使我們情緒低落。下面將一一詳細(xì)介紹。
操縱宿主進(jìn)食行為的途徑之一是通過改變味覺受體的表達(dá)來改變宿主的食物偏好。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),與微生物組正常的小鼠相比,無菌小鼠的舌頭和腸道中的脂肪味覺受體發(fā)生了改變。在另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中,與正常小鼠相比,無菌小鼠的胃腸道中有更多的甜味受體,因此它們更喜歡吃甜食。此外,嗜酸乳酸桿菌NCFM作為益生菌口服,增加了小鼠和大鼠腸道內(nèi)大麻素和阿片受體的表達(dá)。這些結(jié)果表明腸道菌群可以通過改變受體的表達(dá)影響食物偏好。
有證據(jù)表明,微生物可以通過腦腸軸對機(jī)體的行為產(chǎn)生一定的影響。迷走神經(jīng)在這個腦腸軸中起了關(guān)鍵的作用。它是腸道和大腦之間的神經(jīng)軸,它連接了一億個腸道神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元到延髓的腦基部。有證據(jù)表明迷走神經(jīng)可以調(diào)節(jié)飲食行為和體重。例如,封鎖或橫斷迷走神經(jīng)據(jù)報(bào)道可引起體重急劇下降。另一方面,迷走神經(jīng)活動導(dǎo)致去甲腎上腺素刺激后的大鼠過度進(jìn)食。這些結(jié)果表明產(chǎn)生腎上腺素的腸道菌群可能會通過涉及迷走神經(jīng)活動的機(jī)制導(dǎo)致宿主暴飲暴食。
有研究表明,細(xì)菌毒力蛋白可激活疼痛受體。當(dāng)缺乏某種營養(yǎng)素時,依靠這些營養(yǎng)素生存的微生物會產(chǎn)生毒素使宿主感到煩躁疼痛從而想進(jìn)食。此外,還有研究表明,禁食通過迷走神經(jīng)機(jī)制增加嚙齒動物的疼痛感受。這說明腸道菌群通過疼痛信號操縱宿主進(jìn)食的行為。
腸道菌群控制我們飲食行為的潛在機(jī)制
Is eating behavior manipulated by the gastrointestinal microbiota? Evolutionary pressures and potential mechanisms
血清素(5-羥色胺)和多巴胺這兩種神經(jīng)遞質(zhì)可以調(diào)節(jié)我們的心情,讓我們保持愉悅。但90%的血清素和50%的多巴胺都在腸道中產(chǎn)生,而大腦中產(chǎn)生的血清素不到10%。所以腸道菌群在很大程度上決定了我們的精神狀態(tài)。
腸道中有很多菌群可以產(chǎn)生血清素,例如腸桿菌和摩根氏菌屬等。大腸桿菌,枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌已被證明可用于制造多巴胺。據(jù)報(bào)道,這些細(xì)菌的培養(yǎng)物里的多巴胺濃度是人體血液中多巴胺濃度的10-100倍。
產(chǎn)生血清素和多巴胺的菌群列表
Minireview: Gut Microbiota: The NeglectedEndocrine Organ
DOI: 10.1210/me.2014-1108
另外母乳和酸奶中乳酸生產(chǎn)菌也可以產(chǎn)生神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)組胺和GABA。GABA激活的神經(jīng)受體與一些抗焦慮藥物如安定所針對的神經(jīng)受體相同。這些研究表明腸道菌群與我們的心情息息相關(guān)。
腸道相關(guān)淋巴組織(GALT)是人體最大的免疫器官,產(chǎn)生了人體70-80%的免疫細(xì)胞。當(dāng)體內(nèi)腸道菌群失衡時,腸道菌群會激活體內(nèi)的免疫系統(tǒng),使機(jī)體分泌大量細(xì)胞因子。例如白細(xì)胞介素、(IL)-1β、IL-6和腫瘤壞死因子(TNF)。這些細(xì)胞因子可以跨越血腦屏障(BBB)。此外,炎癥也會破壞BBB,使其對細(xì)胞因子的滲透性更強(qiáng)。
當(dāng)炎癥因子跨越血腦屏障進(jìn)入腦部時,與大腦中的神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞上的信號受體結(jié)合。會使腦部產(chǎn)生炎癥,使人心情低落。
反之亦然。實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明,腸道微生物群和益生菌制劑可以改變循環(huán)細(xì)胞因子的水平,進(jìn)而對一些大腦功能產(chǎn)生明顯影響。
腸道菌群控制情緒的潛在機(jī)制
Mind-altering microorganisms: the impact of the gutmicrobiota on brain and behaviour
DOI: 10.1038/nrn3346
腸道菌群可以控制我們的行為,但是在正常情況下,腸道中的菌群處于動態(tài)平衡狀態(tài)。菌群之間互相制約,維持一定的相對平衡。我們不會暴飲暴食或情緒低落。但是當(dāng)腸道菌群平衡被破壞時,則會給我們身體帶來一系列的疾病。那日常生活中哪些方面會影響我們的腸道菌群呢,下面將從飲食,運(yùn)動和睡眠三個方面來一一說明。
首先飲食方面,之前《Nature》期刊刊登了一篇題名為“Human gut microbes associated with obesity”文章,該文指出飲食可以調(diào)節(jié)腸道菌群的組成。
在我們的腸道,有兩種有益菌占主導(dǎo)地位,分別是擬桿菌和硬壁菌門。之前有研究報(bào)道,肥胖者的腸道與瘦子相比,擬桿菌的相對豐度明顯減少而硬壁菌門的豐度則相對增加。
在本實(shí)驗(yàn)中,通過對12位超重患者分別進(jìn)行碳水限制飲食和脂肪限制飲食。發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行這兩種飲食一年后,與進(jìn)行飲食之前相比,超重患者體內(nèi)的擬桿菌相對豐度明顯增加,而硬壁菌門的豐度則相對減少,而且擬桿菌豐度的增加與體重下降呈正相關(guān)的關(guān)系。(其中碳水限制飲食組,相關(guān)系數(shù)是0.8;脂肪限制飲食組相關(guān)系數(shù)是0.5,而且都具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義)。所以我們可以通過健康的飲食愛護(hù)體內(nèi)的腸道菌群。
體重減輕與腸道微生物生態(tài)之間的關(guān)系
DOI: 10.1038/4441022a
前期科學(xué)家們研究腸道菌群時,大部分都將關(guān)注點(diǎn)放在飲食上,很少關(guān)注運(yùn)動對腸道菌群的影響。而最近有研究報(bào)道,運(yùn)動也可以改善腸道菌群的組成。刊登在THE FASEB JOURNAL期刊上的一篇文章“Exercisetraining modifies gut microbiota with attenuated host responses to sepsis inwild-type mice”指出了運(yùn)動可以調(diào)節(jié)小鼠腸道的菌群從而減輕由盲腸結(jié)扎穿刺(CLP)引起的敗血癥反應(yīng)。
研究員發(fā)現(xiàn),在跑步機(jī)上運(yùn)動八周后的小鼠與對照組小鼠相比,腸道菌群群落結(jié)構(gòu)和物種豐富度明顯發(fā)生改變。在運(yùn)動小鼠的腸道內(nèi),細(xì)菌桿菌、纖毛蟲和疣狀微生物的豐富度明顯高于對照組。而藍(lán)細(xì)菌的豐富度則少于對照組。在敗血癥發(fā)生后,運(yùn)動的小鼠與對照鼠相比,具有更高的存活率和更少的器官損傷。
雖然腸道菌群可以控制我們的飲食偏好和心情,但是我們也可以通過健康飲食、運(yùn)動和規(guī)律睡眠來調(diào)整我們的腸道菌群。這么說來,健康的腸道菌群是關(guān)鍵。