您吃什麼,就變什麼~談益生菌、益生質 (下)
[肆]菌-腸-腦 軸
在動物和人體的實驗發現,長期使用益生菌,除了會影響人體代謝和免疫功能以外,對腦神經系統也有巨大的影響。
它可以減輕焦慮、憂鬱,並改善壓力、情緒、與行為的反應。
當腸道菌叢失衡時,也就是腸道菌種類的多樣性不足,以及菌種的比例不平衡時,它與重度憂鬱症、思覺失調,小孩的自閉症、過動症,老人的阿茲海默症、巴金森症⋯等腦部的疾病息息相關。
腸道菌叢的影響如此巨大,是因為它和腸壁細胞、大腦之間有數條熱線溝通,上傳或下達訊息,暢通無阻,稱之「菌-腸-腦 軸」(microbiota-gut-brain axis) 。茲簡介其途徑如下:
- 「迷走神經」(vagus nerve)和「腸道神經系統」(enteric nervous system)
迷走神經並沒有穿透腸壁的表皮層,與腸道菌直接接觸;而是透過在腸壁「表皮細胞」1%的「腸-內分泌細胞」(entero-endocrine cells)的中介,來雙向傳達訊息。
「腸-內分泌細胞」有10種之多,其細胞膜上又許多種的「跨膜受體」(TLRs),可偵測、辨識腸道內不同的細菌、細菌分泌物(如SCFA)、和細菌毒素(如LPS);而後,它再分泌血清素(serotonin)等神經傳導物質,經迷走神經快速傳達給大腦。
另外尚有,包含數億個神經細胞的「腸道神經系統」,則位於腸壁黏膜層與次黏膜層內,可與腸道菌及其代謝物質直接溝通。它可以和迷走神經聯合作戰,也可以獨立作業,傳達來自大腦的指令,如調控腸道的蠕動、分泌等功能。 - 免疫系統
在大、小腸腸壁的表皮細胞內層,駐有許多免疫細胞。免疫細胞有接受體,能感受到致病物質,如LPS 等,會立刻啟動「細胞激素」(cytokines),來驅逐病菌,並引發全身性的發炎反應,而且啟動大腦的免疫細胞,共同抗敵。 - 內分泌系統
透過所謂的「下視丘-腦下垂體-腎上腺軸」(HPA axis) 的內分泌系統。
當大腦感受到壓力時,會先經過「交感神經系統」,令「腎上腺髓質」立刻分泌「腎上腺素」(epinephrine)來應急;然後再透過「HPA軸內分泌系統」,在「腎上腺皮質」分泌「腎上腺皮質素」(cortisol)。
長期壓力導致腎上腺皮質素上升,就如同長期吃「類固醇」藥物,容易引起血糖升高、臉腫變胖、免疫力下降,以及腸道菌失衡,「腸漏症」惡化⋯等等,後果嚴重。 - 腸道菌叢還會產生多種代謝物質來影響大腦(主要是靠血液循環)。例如:
a. SCFA(短鏈脂肪酸)
b. Tryptophan metabolites(色氨酸代謝物)
c. Neurotransmitters(神經傳導物質)
a. 短鏈脂肪酸 (SCFA)
是腸道菌將纖維質等碳水化合物發酵後所產生,包含醋酸、丙酸、丁酸等。
醋酸可以抑制致病菌的生長,丙酸能鞏固腸壁。丁酸(butyrate) 則能抗發炎,營養大腸細胞,預防大腸癌;還能經血液循環,到大腦去強化腦血管屏障(BBB),並能抗神經發炎、促進血管新生、神經再生、提升BDNF,而有抗憂鬱的效果。
b. 色氨酸代謝物(Tryptophan metabolites)
腸道菌將食物裡蛋白質的色氨酸代謝後,會產生多種的「色胺酸代謝物」(tryptophan metabolites),這些代謝物也能夠經過血液循環,穿過BBB,啟動腦神經的免疫細胞,抑制神經發炎。
c. 神經傳導物質(Neurotransmitters)
更令人驚奇的是,腸道菌也會生產調控人類認知、情緒、行為、記憶等的「神經傳導物質」。常見的有:
血清素(serotonin)、多巴胺(dopamine)、正腎上腺素(norepinephrine)、
麩胺酸(glutamate)、GABA⋯等,可以經過血液循環或神經系統來影響大腦的功能。
總之,腸道內的各種細菌,透過其所分泌的SCFA、色氨酸代謝物、以及多種神經傳導物質等,是可以提升腦神經滋養因子(BDNF)。對於缺乏BDNF的疾病,如憂鬱症、思覺失調、失智症等的治療,不啻是一盞明燈。
[伍]結語
ㄧ、細菌存在於地球已經有三十多億年,而人類也才只有兩百多萬年,細菌是人類的老大哥!
根據2012 美國「人類腸道菌叢研究」(Huaman Microbiome Project),已知的菌種有2766種,為數上百兆,是人體細胞的十倍以上;而其基因組更是人類的150倍。故其功能先進,花樣繁多,影響人類的胖、瘦、健康或疾病。
我們要敬重它們,藉著過健康生活、良好的睡眠、運動、壓力調適、與正確飲食,養出良好的菌種,與人類共生互利,才是雙贏的健康之道。
二、因著學術界對腸道菌叢的全力研究,我們能樂觀地期待,將來會發展出針對特殊疾病與功能的益生菌,好能解決肥胖、糖尿病的難題,以及治療大腦神經、精神疾病的困境。
三、「匠人棄而不用的石頭,卻成了屋角的基石。」
早年醫學界並沒看重纖維質,沒想到今天,選擇多吃纖維質 「葷少素多」 的飲食,養出好的益生菌,才是身體和大腦健康的關鍵啊!
其實,傳統中式飲食的家常菜,不就是葷少素多嗎?西式飲食為人所詬病,故醫學營養學界提倡「地中海飲食」(Mediterranean diet)和「得許飲食」(DASH diet),其實也是葷少素多,再多加些橄欖油和海鮮而已。
「您吃什麼就變什麼!」
您吃對了嗎?