腸内細菌叢が脳腸相関を介して気分に影響を与えるという考えは、精神衛生研究の分野におけるパラダイムシフトを意味します。これらの研究は、私たちの精神衛生はすべて頭の中にあるわけではないことを示唆しています。実際、私たちの心の状態は、腸と脳の間で起こるコミュニケーションと密接に関連しています。さらに、私たちの腸内細菌叢は、私たちがこれまで考えもしなかったような方法で精神状態に影響を与える可能性があります。
腸内細菌叢-腸-脳軸と精神衛生
最後に気分が落ち込んだときや集中できなかったとき、腸の状態が頭に浮かびましたか？私たちの多くは、気分や精神状態の責任を脳にあると考えています。しかし、特定の腸内微生物は、腸脳軸（GBA）として知られる精巧な経路システムを介して、私たちがこれまで考えもしなかった方法で精神衛生に影響を与える役割を果たすことができます。
この複雑なネットワークは、双方向のコミュニケーションを通じて脳の認知および感情プロセスを腸と結びつけています。私たちの脳機能と腸は、本質的に絶え間ない対話の中にあります。そして、私たちの腸に生息する何兆もの微生物は、GBAを介して私たちの日常の感情と全体的な精神衛生に大きな影響を与える可能性があります。
この記事では、この心と体のつながりの複雑な仕組みを解明する魅力的な旅にご一緒しましょう。
まず、腸内細菌叢がGBAを介して脳に影響を与えるさまざまな経路について説明します。次に、腸内細菌が精神衛生の結果にどのように影響するか焦点を当てます。最後に、PS128のようなサイコバイオティクスが気分や精神的幸福の向上に果たす並外れた役割を明らかにする過去および現在の研究を見て、時間の旅をします。
腸脳軸が精神衛生に与える影響
腸の内壁には、数億個のニューロンがメッシュ状のシステムで結合されており、脳と同じ要素の多くが含まれています。この驚くべきシステムには、独自の反射と感覚機能があり、脳からの入力とは独立して、腸の異なる状態にリアルタイムで適応することができます。そのため、私たちの腸は脳からの指示なしに機能し続けることも考えられます。
それにもかかわらず、私たちの腸と脳は、腸脳軸（GBA）として知られる双方向通信システムを使用して、体全体の恒常性（バランスの取れた状態）を維持するために互いに依存しています。非常に複雑ですが、このシステムは、私たちの中枢神経系（脳と脊髄）と腸をつなぐ一種の高速道路と考えることができます。
腸脳軸を通じて、腸は、独自の神経系（腸管神経系、またはENS）と腸内細菌叢を含め、気分の状態と全体的な精神衛生に大きな影響を及ぼします。
特に腸内細菌叢は、腸脳軸の主要な調節因子であり、腸と脳をつなぐさまざまな経路を介して気分の状態に影響を与える主要なプレーヤーです。
この相互接続は、特定のプロバイオティクス（「サイコバイオティクス」と呼ばれる）を口から摂取することで脳機能に、ひいては私たちの精神衛生に影響を与えることができる理由でもあります。驚くべきことですよね？
GBA経路：腸内細菌叢が脳に影響を与える仕組み
この旅の後半では、サイコバイオティクスの投与が気分関連行動に与えるプラスの影響について説明する研究について読みます。そのような魅力的な発見は、腸内細菌叢が私たちの精神状態にどのように影響するのか、と疑問に思わせるかもしれません。その答えは、腸脳軸を構成する経路と、私たちの腸内細菌叢からの入力にあります。詳しく見ていきましょう。
腸内細菌叢は、腸脳軸の3つの主要経路（迷走神経（神経系）、循環系、免疫系）を介して脳に影響を与える可能性があります。
迷走神経経路：迷走神経は腸内細菌叢と直接接続しており、腸内細菌と脳の間で信号メッセージを送る中心的な役割を果たします。微生物または微生物産物が迷走神経を刺激してこの経路を活性化する可能性があります。
循環経路：この経路には、腸から脳へ血液を介して伝達できる代謝および内分泌シグナルが含まれます。例えば、腸内細菌叢は、ストレスホルモンであるコルチゾールの代謝を含むストレス反応経路の調節に影響を与えます。短鎖脂肪酸（SCFA）は、食物繊維の微生物分解産物であり、気分や脳全体の機能に良い影響を与える可能性があります。
免疫経路：腸管免疫系は、腸内微生物および微生物代謝産物を感知して反応し、行動や気分に間接的に影響を与える免疫メディエーターを放出します。これらの免疫メディエーターの多くは、循環系を利用して脳へ移動します。
腸は、神経伝達物質、免疫メディエーター、その他の化学物質などの化学信号を使用して、腸脳軸を介して脳とコミュニケーションをとります。特に迷走神経という一つの経路を詳しく見ていきましょう。
スポットライト：セロトニン、迷走神経、腸脳軸
脳と腸をつなぐ神経は複数ありますが、迷走神経が最も重要であると考えられます。迷走神経は、脳と腸を結びつけ、腸内細菌叢と直接相互作用する生物学的な高速道路のように機能します。腸内細菌叢によって生成される化学物質は、間接的に（そしておそらく直接的に）中枢神経系の機能に影響を与える可能性がありますが、その方法は完全には明らかではありません。いくつかの研究では、腸内細菌叢が免疫経路と内分泌経路の両方を介して、迷走神経の感覚ニューロンを活性化することで脳に信号を送る可能性があることを示唆しています。
セロトニンを考えてみましょう。5-HTとしても知られるセロトニンは、気分を調節する神経伝達物質として広く認識されています。必須アミノ酸であるトリプトファン（食物から摂取する必要がある）から生成されます。脳ではトリプトファンの約5％がセロトニンとして生成され、気分を調節する一方、大部分は腸で生成されます。しかし、腸で生成されたセロトニンは、血液脳関門があるため脳に到達することはできません。
それにもかかわらず、腸は迷走神経を介して脳に影響を与える可能性があります。腸内細菌叢は、腸細胞がセロトニンを生成するために使用するトリプトファンの代謝を調節することで役割を果たします。消化管運動とENSの発達における重要な役割に加えて、腸で生成されたセロトニンは、迷走神経の受容体を活性化し、脳に信号を送ります。これらの信号は、気分、ストレス反応、免疫機能を調節する脳の変化につながる可能性があります。
実際、ある特定のサイコバイオティクス株であるPS128は、脳と腸の両方でこの心地よい神経伝達物質のレベルに影響を与えることができると研究で示唆されています。精神衛生に対するサイコバイオティクスの有望な効果に関する研究を詳しく見ていきましょう。
研究の視点：サイコバイオティクスと精神衛生
研究により、脳、腸、精神衛生の間に驚くべきつながりがあることが明らかになりました。つまり、腸内細菌叢があなたの感情に影響を与える可能性があるのです。これらの研究は、腸内細菌叢が、気分や認知に影響を与えるものを含む、いくつかの生理学的プロセスに影響を与えることを明らかにしています。
科学者たちは、場合によっては、特定のプロバイオティクスが精神衛生に影響を与えることを発見しました。これらは、適切な量で投与されたときに精神衛生上の利益をもたらすプロバイオティクスであるサイコバイオティクスとして知られています。
これらの研究を通じて、科学は特定のプロバイオティクス株が気分をサポートし、人生に対してより前向きな視点を得るのに役立つことを示しています。
腸脳接続の非臨床的実証
過去と現在の研究は、腸内細菌叢が腸脳軸を介して脳機能と行動の両方を調節する上で極めて重要な役割を果たすことを示しています。ごく最近、科学者たちは、脳と腸が強い双方向の関係を共有していることを確立しました。
これらの研究のほとんどは動物モデルを用いた非臨床実験室研究に基づいていますが、最近、いくつかのヒト観察研究が登場しています。これらの研究で、科学者たちは、腸内細菌叢が神経経路と関連する幸福感の神経伝達物質であるセロトニンとドーパミンを介して精神状態と行動に影響を与える可能性があることを観察しました。
1998年、微生物学者のマーク・ライトは、腸内細菌叢が精神衛生状態に直接的な影響を与える可能性があることを発見しました。この研究では、食中毒の原因菌として知られるカンピロバクター・ジェジュニをマウスに経口投与しました。マウスには、病原菌が宿主の免疫を活性化しない程度の量、つまりサブクリニカル用量で細菌が投与されました。研究者たちは、投与後に被験体で不安様行動を観察しました。ライトの研究グループは、この発見を、より詳細な2番目の研究で確認しました。
これらの研究は、腸内細菌叢と精神衛生症状との関連性を確認するのに役立ちました。それ以来、GBAとサイコバイオティクスは、腸内細菌叢が気分にどのように影響するかを解明するために、世界中の科学者が精神衛生と神経科学の焦点となっています。
ライトのグループは、「悪い」細菌が精神衛生を悪化させる可能性があることを確立しましたが、特定の細菌株は精神衛生症状を改善できるでしょうか？
答えは「はい」のようです。2004年、日本の科学者たちは、別の特定の細菌種がストレスホルモンレベルのバランスを整えることを報告しました。他の研究は、プロバイオティクス投与が気分の低下やストレス関連行動に与える影響に焦点を当て、精神衛生が改善するかどうかを調べています。これにはPS128に関する研究も含まれます。
PS128研究と気分
精神的ストレスは、私たちの精神衛生に大きな負担をかけ、コルチゾールのような循環ストレスホルモンが原因で、セロトニンやドーパミンのレベルを直接減少させる可能性があります。サイコバイオティクスは、ストレスの影響を軽減し、セロトニンやドーパミンのような心地よいホルモンを増加させることができるかもしれません。
例えば、最近の研究では、ストレスの高い情報技術（IT）専門家におけるサイコバイオティクスL. plantarum PS128がストレスと精神衛生に与える影響を観察しました。8週間の試験期間後、参加者は自己認識ストレスの軽減と全体的な幸福感の改善を報告しました。さらに、唾液コルチゾールが減少し、これは気分の改善と睡眠と相関していました。
セロトニンとドーパミンはヒトの脳では容易に測定できませんが、前臨床研究ではサイコバイオティクスがこれらの重要な気分神経伝達物質に与える影響を明らかにすることができます。PS128のいくつかの動物実験では、脳の特定の部位におけるセロトニンとドーパミンのレベルに影響があることが明らかになりました。これらの変化は、動物の行動の一部と相関していました。
具体的には、前臨床モデルでは、GBAが感情行動に与える影響を調査するために、無菌マウスにPS128を投与しました。動物は完全に無菌の環境で飼育され、腸内には微生物が一切存在しないため、「無菌」と表現されます。PS128の投与後、GFマウスの運動活動が著しく増加し、不安様行動が減少することが記録されました。
研究著者らはまた、脳線条体（行動選択、運動制御、動機付けに関与する前脳の深部領域）において、セロトニンとドーパミンの両方のレベルが増加していることを指摘しました。これらの結果は、PS128が腸内細菌とは独立して精神衛生に影響を与える可能性を示唆しています。
微生物が存在する別の前臨床モデルでは、PS128が感情的幸福と行動を改善することが示されました。（無菌でない）PS128を用いた幼少期ストレスの前臨床モデルの研究者らは、脳の主要領域におけるドーパミンの回復とストレスホルモンであるコルチゾールの減少を報告しました。
著者らはまた、ストレスの影響を受ける行動の改善も指摘しました。最後に、小規模な無作為化プラセボ対照犬試験では、PS128補給が、飼い主の報告に基づいて、感情状態と行動の改善をサポートすることが明らかになりました。
これらの研究は、脳と腸が常にコミュニケーションをとっていることを示しています。また、特定のプロバイオティクス株であるPS128の投与が、健康的なストレス反応、気分、精神衛生に関連していることも示しています。
サイコバイオティクスは感情的幸福をサポートする
私たちの体のすべての細胞間の相互連結は驚くべきものです。この驚異的な接続性は、腸内細菌叢と脳の間の複雑なコミュニケーションシステム、すなわち腸脳軸に純粋に反映されています。ここでは、脳と腸が複雑でありながら優雅なシステムの中で複雑に織り込まれたいくつかの経路を介して「会話」しています。
私たちのほとんどが、不安な思考が腸に反応を引き起こす（「胃がむかつく」など）経験をしたことがありますが、腸脳のつながりが双方向であることを心に留めておくことが重要です。腸の内容物は、その逆だけでなく、心と精神衛生に影響を与える可能性があります。
前臨床および臨床モデルにおける最近の研究は、腸内細菌叢が腸脳軸（GBA）を介して精神衛生において不可欠な役割を果たすことを明らかにしました。この研究は、病原性株の存在が、たとえ臨床的レベル以下であっても、気分の低下や不安様症状の増加を含む精神衛生関連の問題に寄与する可能性があることを示しています。
研究ではまた、PS128のようなサイコバイオティクスの使用が、気分と全体的な感情的幸福をサポートするのに役立つことが示されています。プロバイオティクスを使用してドーパミンやセロトニンのような脳内神経伝達物質を調節する能力は、健康な人々の気分を改善する可能性を秘めています。
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