什麼是腸腦軸？腸道微生物組如何影響健康?

您可能聽說過益生菌有助於改善情緒和睡眠等問題。但是腸道怎麼會對大腦產生這些影響呢？事實證明，這兩個器官有著緊密的連結。您的腸道會影響睡眠、情緒、整體健康等等——而導致這些影響的不僅僅來自您吃的食物！

腸腦軸（GBA）是大腦和腸道之間的雙向通路。GBA讓由大腦和脊柱組成的中樞神經系統（CNS）與腸道“對話”。腸道包括人體細胞，如腸道神經系統（ENS，估計有 2億至6億個神經元）和腸內分泌細胞，以及腸道微生物組的細菌和酵母細胞。同時GBA也是口服益生菌影響大腦的途徑。

這條雙向道路主要在三個部份上有所作用：

迷走神經，從大腦延伸到主要器官的一束纖維
循環系統
免疫系統

透過這些系統，腸道和大腦通過神經信號、免疫分子、激素和營養物質相互交流。每一個區域的情況會相互影響，例如壓力會導致胃腸道不適，或荷爾蒙釋放肽會向大腦發出饑餓信號。

這也代表某些益生菌會對您的中樞神經系統產生影響。例如通過GBA影響大腦多巴胺的益生菌可能會對你的情緒產生正面影響。本文將探討這些機制，瞭解您的腸道和大腦是如何溝通及合作。

腸道微生物組和腸腦軸

微生物組腸腦軸（MGBA）是腸腦軸的一部分。MGBA代表腸道微生物和大腦之間的雙向溝通網路。腸道中有數萬億種微生物在傳播資訊到大腦，其中包含了迷走神經、血液和免疫分子等等在兩者之間傳遞腸道微生物的信號。大腦接受這些感官資訊，並將其與其他資訊做連結，做出決定後再發出行動的信號，例如壓力反應或食物代謝。

以下是MGBA在體內的作用方式：

迷走神經：腸腦軸的主要溝通管道

迷走神經是一大束纖維，可傳遞電脈衝。它將中樞神經系統（CNS）（主要是大腦）連接到身體的其他部位，包括腸神經系統。迷走神經在多個位置將腦幹與胃、小腸和結腸連接，因此它在腸道中有著重要的影響力！

迷走神經末梢上的受體可以感知胃在食物消化時引起的體積變化，然後這些神經末梢的信號可以控制胃何時排空到小腸。然後腸道系統可以通過釋放生長素釋放肽激素來與中樞神經系統“對話”，發出饑餓感的信號。同樣的，光是想到食物就可以發出消化液開始流動的信號。

那麼腸道細菌如何影響大腦呢？腸道吸收營養並將其釋放到血液中，部分營養便可以進入大腦。腸道菌群失調即是腸道細菌的失衡，可能導致「壞」細菌或它們的有毒代謝物讓腸道與血液可相互滲透，因此使有毒代謝物進入血液。正如臨床前研究表示，這可能會觸發免疫反應而導致神經退行性變化。擁有「平衡」的腸道對整體健康至關重要。

另一方面，微生物組-腸道-大腦的聯繫可以產生積極的影響。某些益生菌菌株已被證明可以幫助較低的皮質醇水準，這與壓力有關。特別是精神益生菌可能對MGBA產生強烈影響。植物 乳桿菌PS128 是一種精神益生菌，似乎幫助平衡多巴胺和血清素基於臨床前研究，影響情緒和睡眠。

血腦屏障

血腦屏障（BBB）在所有這些中起著重要作用。這是因為血腦屏障有一個嚴格的「過濾器」，可以調節中樞神經系統穩態形成一種保護模式。這幫助維持神經元功能並保護中樞神經系統免於有毒物質和病原體等侵害。而如果喪失這種屏障功能可能會導致神經功能障礙。

然而，血腦屏障也會使有益物質難以從血液中進入大腦。例如，多巴胺不能通過血腦屏障，但在它合成前的體酪氨酸和L-多巴可以。透過這些化合物進入大腦後，神經元再轉化為多巴胺。這就是為什麼大腦中的多巴胺水準通常不能通過口服多巴胺來提高。

血腦屏障限制的兩個值得注意的例外是咖啡因和酒精。這兩種化學物質都會迅速被吸收到血液中，並且由於其化學特性，可以通過簡單地擴散穿過血腦屏障。這就是為什麼咖啡因和酒精對人類行為有如此迅速的影響。

血腦屏障如何通過迴圈系統限制腸道微生物組對大腦的影響

您可能已經知道，消化道內壁的腸內分泌細胞合成了我們體內高達 95%的血清素。益生菌菌株也可能影響腸道內血清素的水準。然而重點是，這種腸道產生的血清素不會到達大腦。腸道血清素在腸道蠕動中有重要的作用，並且可以進入血液循換——但血液中的血清素和其他神經遞質無法穿過血腦屏障，因此無法直接影響情緒的控管。

益生菌對情緒或大腦活動的影響，皆必須透過腸腦軸的通道來介導（如下圖）。例如，益生菌菌株可能會影響分子與迷走神經的連結，觸發信號影響大腦中神經遞質的活性。理論上，益生菌菌株也會影響血液中神經遞質的合成原料，進而影響這些原料在大腦中的生成。

腸道微生物代謝物的影響

體內循環系統對腸腦軸的串擾非常重要。腸道藉此機會吸收營養物質並釋放到血液中，這當中的部分營養物質會進入大腦。例如，短鏈脂肪酸（SCFA）即是一種由微生物產生的代謝物，它會通過許多先前提到的途徑（包括循環系統和免疫系統）影響中樞神經系統。許多益生菌菌株就會產生這些代謝物。

短鏈脂肪酸透過維持腸道屏障的完整性在腸道健康中發揮著重要作用。他們還有助於維持血腦屏障，支援成熟的大腦免疫細胞。

腸道微生物也會影響新陳代謝，因而影響血液中的營養素類型和水平。這可能進而干擾大腦可用的營養素，並且影響血腦屏障的通透性。也就是說，腸道可以間接影響大腦產生血清素、多巴胺或與其他與情緒相關的激素。

例如，色氨酸是一種必要的氨基酸，大腦利用它來合成血清素和褪黑激素，而它必須透過飲食來攝取。例如火雞便富含有色氨酸（由於氨基酸與褪黑激素有所連結，導致大家在感恩節時常覺得是火雞讓他們昏昏欲睡），另外雞肉、全脂牛奶、金槍魚、燕麥等也都是富含氨基酸的食物。腸道微生物可以影響腸道中的色氨酸代謝，從而影響血液中色氨酸的含量，間接影響大腦可用於製造血清素和褪黑激素的氨基酸量。