生活在腸道中的微生物如何影響大腦和行為
牛津大學(xué)的研究人員提出了一個進(jìn)化框架,以了解為什么生活在腸道中的微生物會影響大腦和行為,發(fā)表在Nature Reviews Microbiology上。Katerina Johnson(實驗心理學(xué)系)和Kevin Foster(動物學(xué)系)評估了關(guān)于腸 - 腦軸研究的數(shù)據(jù),以表明腸道感覺如何進(jìn)化。
研究表明,腸道細(xì)菌(特別是屬于乳酸桿菌和雙歧桿菌的物種)可以影響社會行為,焦慮,壓力和抑郁樣行為??ㄌ亓漳冉忉屨f:“我們知道有許多可能的機(jī)制,包括通過迷走神經(jīng)(連接腸道和大腦的主要神經(jīng)),免疫系統(tǒng)和荷爾蒙變化,以及腸道微生物產(chǎn)生神經(jīng)活性化學(xué)物質(zhì)的通訊。但為什么要這樣做我們預(yù)計腸道細(xì)菌會影響行為嗎?“在他們的論文中,約翰遜和福斯特考慮了可能導(dǎo)致這種直覺的進(jìn)化壓力。
一種獲得動力的理論是,腸道微生物組的成員為了自己的利益積極操縱我們的行為。例如,腸道細(xì)菌可能會改變我們的行為,使我們更加善于交際,增加傳播給新宿主的可能性。事實上,令人感興趣的是,許多種類的腸道細(xì)菌可以產(chǎn)生與我們大腦自身神經(jīng)遞質(zhì)(或其前體)相同結(jié)構(gòu)的化學(xué)物質(zhì)。然而,根據(jù)進(jìn)化理論,作者提出了這種情況,我們的大腦是由我們的微生物操縱的鑒于居住在腸道中的微生物種類和菌株的巨大多樣性,這是非常不可能的。福斯特教授解釋說:“細(xì)菌產(chǎn)生神經(jīng)活性化學(xué)物質(zhì)以操縱宿主行為所帶來的任何額外的能量成本將使其非常容易受到其他微生物的競爭而無法進(jìn)行額外投資。有利于操縱的條件似乎很少被遺傳多樣化的生態(tài)系統(tǒng)所滿足。哺乳動物微生物組。“
Katerina評論說:“我們認(rèn)為腸道微生物的行為效應(yīng)更可能是微生物在腸道中生長和競爭的自然選擇,以及對宿主的自然選擇,而不是將我們的微生物同伴視為操縱我們行為的木偶操縱者。依賴于它們的微生物。微生物生長會產(chǎn)生代謝副產(chǎn)物,如已知影響大腦功能的短鏈脂肪酸,微生物代謝產(chǎn)物也可以與我們的免疫反應(yīng)相互作用。此外,我們的生理學(xué)可能已經(jīng)適應(yīng)了我們的相關(guān)的微生物。類似于“衛(wèi)生假說”,它假定缺乏微生物會損害免疫系統(tǒng)的發(fā)育,我們建議我們可能已經(jīng)進(jìn)化到依靠我們的微生物來獲得正常的大腦功能,這樣我們的變化就會發(fā)生變化。腸道微生物組可能對行為產(chǎn)生影響。“約翰遜和福斯特認(rèn)為,了解腸道 - 大腦溝通的進(jìn)化可能有助于我們有效地設(shè)計這種微生物生態(tài)系統(tǒng),為心理健康和幸福帶來潛在益處。
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