您可能聽說過益生菌有助於改善情緒和睡眠。但是您的腸道怎麼會對您的大腦有如此大的影響呢?事實證明,這兩個器官以我們尚未完全瞭解但已開始識別的方式深深相連。您的腸道可以影響睡眠、情緒、整體健康,還有更多,而且不只是來自您吃的食物!
腸道-腦軸 (GBA) 是大腦和腸道之間的雙向通路。GBA 讓大腦和脊椎組成的中樞神經系統 (CNS) 與腸道「對話」。腸道包括人體細胞,例如腸道神經系統 (ENS,估計有 2-6 億個神經元!) 和腸道內分泌細胞,以及腸道微生物群的細菌和酵母細胞。GBA 也是您口服益生菌影響大腦的途徑。
這條通路在三條主要高速公路上行駛:
- 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
利用這些系統,腸道和大腦透過神經信號、免疫分子、荷爾蒙和營養相互溝通。這表示一個區域的狀況可能會影響到另一個區域,例如壓力可能會造成腸胃不適或 放荷爾蒙 ghrelin 會向大腦發出飢餓的訊號。
這也代表某些益生菌可以對您的中樞神經系統造成影響。例如,能透過 GBA 影響大腦多巴胺的益生菌,可能會對您的情緒有正面的影響。本文將探討所有這些機制以及更多,讓您更了解腸道和大腦如何共同運作。
腸道微生物組和腸腦軸
微生物體-腸道-大腦軸(MGBA) 是腸道-大腦軸的一部分。MGBA 描述了腸道微生物與大腦之間的雙向溝通網路。腸道內有數以萬億計的微生物,它們可以客戶資訊 傳輸到大腦。迷走神經、血液和免疫分子都可能在兩者之間傳遞腸道微生物信號。大腦會接收所有這些客戶資訊 客戶資訊,並將其與其他客戶資訊整合,然後決定其他動作的訊號,例如壓力反應或 食物新陳代謝。
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
迷走神經是一束傳遞電脈衝的大型纖維。它將中樞神經系統 (CNS) (主要是大腦)連接到身體的其他部位,包括腸道神經系統,正式稱為腸道神經系統。迷走神經在多個位置將腦幹與胃、小腸和大腸連接起來。單從這份清單您大概就能知道,迷走神經在腸道中扮演著重要的角色!
迷走神經末梢上的受體可以感應到食物消化所帶來的胃部容量變化,這些神經末梢的電流發射可以控制胃部何時排空到小腸。然後,腸道系統可以透過釋放胃泌素荷爾蒙與中樞神經系統「對話」,而胃泌素荷爾蒙就是飢餓感的信號。同樣地,只要想到食物,消化液就會開始分泌。
那麼,腸道細菌如何影響您的大腦?腸道會吸收養分並釋放至血液中,其中一些養分會進入大腦。菌群失調(Dysbiosis)是指腸道細菌失衡,可能會導致腸道和血液之間的屏障滲透,從而使 「壞 」細菌和/或其有毒代謝物進入血液。正如臨床前研究指出,這可能會引發免疫反應,導致神經退化。擁有「平衡」的腸道對整體健康至關重要。
另一方面,微生物體 - 腸道 - 腦部之間的聯繫可以產生正面的影響。某些益生菌株已被證實幫助 降低皮質醇水平,而皮質醇水平與壓力相關。尤其是精神性益生菌可能對 MGBA 有很大的影響。L. plantarumPS128 是一種精神生物,根據臨床前的研究,它似乎幫助 平衡大腦中的多巴胺和血清素,影響情緒和睡眠。
血腦屏障
血腦屏障 (BBB) 在這一切中扮演著重要的角色。這是因為 BBB 有嚴格的「過濾」功能,可以調節 CNS 的平衡,作為一種保護。這些限制幫助 維持神經元功能,並保護中樞神經系統免受有毒物質和病原體等不速之客的侵害。失去這種屏障功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。
咖啡因和酒精是血腦障壁限制的兩個顯著例外。這兩種化學物質都會被快速吸收到血液中,而且由於其化學特性,只要透過膜的擴散就能穿越血腦障壁。這就是為什麼咖啡因和酒精都能快速影響人類行為的原因。
您可能讀過消化道內壁的腸道內分泌細胞會合成人體中高達 95%的血清素。某些益生菌株也可能會影響腸道內的血清素水平。然而,重要的是要記住腸道產生的血清素不會進入大腦。腸道血清素在腸道蠕動中扮演一個角色,也可以進入血液 - 但血液中的血清素和其他神經遞質無法穿越血腦障壁,直接影響情緒。
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
血液循環為腸道-大腦軸心串聯提供了重要的機會。腸道吸收營養物並釋放至血液中,其中一些營養物最終可進入大腦。例如,短鏈脂肪酸(SCFA) 是微生物產生的一種代謝物,可透過許多已提及的途徑影響中樞神經系統的過程,包括循環系統和免疫系統。許多益生菌菌株都會產生這些代謝物。
SCFAs 之所以值得注意,是因為它們能維持腸道屏障的完整性,對腸道健康扮演重要的角色。它們也幫助 維持血腦屏障,並支援腦部免疫細胞的成熟。
腸道微生物也會影響人體的新陳代謝,進而影響血液中營養的種類和含量。這會影響大腦可獲得的營養,也會影響血腦障壁的滲透性。這種關係意味著腸道可以間接影響大腦製造血清素、多巴胺或 與情緒有關的荷爾蒙。
舉例來說,色胺酸是一種必需胺基酸,大腦利用它來製造血清素和褪黑激素,因此必須從飲食中攝取。火雞和雞肉、全脂牛奶、鮪魚、燕麥等食物都含有色氨酸 (由於這種胺基酸與褪黑激素有關,因此人們往往會在感恩節時怪罪火雞讓他們昏昏欲睡)。腸道微生物會影響色氨酸在腸道中的新陳代謝,進而影響血液中色氨酸的含量,這可能會影響有多少胺基酸可供大腦製造血清素和褪黑激素。
免疫系統和腸腦軸
腸道在消化食物的同時,也容納了免疫系統的一大部分。腸道內的免疫細胞支援食物耐受性和友善的細菌,但也會刺激過敏反應和食物敏感性,以及防禦不良細菌。
腸道免疫系統可以感知腸道內的細菌並與大腦進行交流。樹突狀細胞是有手臂的免疫細胞(所謂的“樹突”),可以感知腸道內容物,包括口服的腸道細菌和益生菌。在感知到特定類型的腸道細菌後,這些免疫細胞會隨後遷移到淋巴系統。它們的信號傳導過程導致釋放稱為細胞因數的分子,其中這些分子可以通過血腦屏障。
這些細胞因子可以與大腦神經元上的受體互動,從而變更 大腦活動。有趣的是,某些細胞因子與情緒和食慾有關。某些免疫活動可能會影響血清素受體和轉運器,也可能影響情緒。
建立腸腦連接
如您所見,腸道-大腦軸心是複雜的,而且尚未完全被了解。希望這篇文章能讓您更了解腸道和大腦溝通與合作的許多方式。如果您想進一步瞭解益生菌如何利用 GBA 來影響神經系統,您可以在這裡查看Bened Life產品中的腸道-大腦益生菌品種L. plantarumPS128 的臨床研究。