您可能聽說過益生菌有助於改善情緒和睡眠。然而，為什麼腸道會對大腦產生如此重大的影響呢？看來，儘管這兩個器官之間的關聯尚未完全被理解，但人們已開始逐步釐清其中深層的連結。腸道可能影響睡眠、情緒、整體幸福感以及許多其他方面，而這絕不僅僅是因為飲食所致！
腸腦關聯（GBA）是腦部與腸道之間的一條雙向（雙向）通路。GBA 使由腦部和脊髓組成的中樞神經系統（CNS）能夠與腸道進行「對話」。腸道中不僅包含腸管神經系統（ENS，據估計擁有2 億至 6億個神經元！）以及腸內分泌細胞等人體細胞，還包含腸道微生物群中的細菌和酵母細胞。GBA 也是經口攝取的益生菌影響大腦的途徑。
這條路線由三條主要的「高速公路」構成。
- 迷走神經，即從大腦延伸至主要器官的神經纖維束
- 心血管科
- 免疫系統
透過這些系統，腸道與大腦會藉由神經訊號、免疫分子、荷爾蒙及營養素相互溝通。這意味著，就像壓力會引發胃腸不適，或是名為「生長素釋放肽」的荷爾蒙會向大腦傳達飢餓感一樣，其中一側的狀態可能會影響另一側。
此外，這也意味著某些益生菌可能對中樞神經系統產生影響。例如，透過 GBA 作用於大腦多巴胺的益生菌，可能會對情緒產生正面影響。本文將探討這些機制等內容，以幫助讀者更深入地理解腸道與大腦之間的互動關係。
腸道微生物群與腸腦關聯
微生物群-腸腦關聯（MGBA）是腸腦關聯的一部分。MGBA 描述了腸道微生物與大腦之間的雙向通訊網絡。腸道內棲息著數兆個微生物，它們能夠將資訊傳遞至大腦。迷走神經、血液以及免疫分子，皆可能在兩者之間傳遞腸道微生物的訊號。大腦接收所有這些感官資訊，並與其他資訊整合，據此做出決策，以觸發壓力反應或食物代謝等行為。
以下說明 MGBA 在體內的作用機制。
迷走神經：腸腦相關的主要通訊路徑
迷走神經是一束負責傳導電衝動的大型神經纖維束。它將中樞神經系統（CNS）——主要是大腦——與其他身體部位相連，其中包括正式稱為「腸道神經系統」的腸神經系統。迷走神經將腦幹與胃、小腸及結腸的多個部位相連。光從這份清單便可看出，迷走神經在腸道中扮演著至關重要的角色！
迷走神經末梢的受體能夠感知因食物消化而引起的胃部體積變化，而這些神經末梢發出的電衝動，則能控制胃部將內容物排入小腸的時機。隨後，腸道系統會透過釋放生長素釋放激素（ghrelin）向中樞神經系統（CNS）發出「回應」，傳遞飢餓感。同樣地，光是想到食物，有時也會促使消化液開始分泌。
那麼，腸道細菌究竟是如何影響大腦的呢？腸道會吸收營養物質，並將其釋放到血液中。其中一部分可以進入大腦。腸道菌群失衡（即「菌群失調」）可能會導致「有害」細菌及其有毒代謝物，透過提高腸道與血液之間屏障的通透性，從而進入血液循環。正如前臨床研究所示，這可能會引發導致神經退化性疾病的免疫反應。擁有「平衡」的腸道，對於整體健康至關重要。
另一方面，微生物群-腸道-大腦的連結有時也會產生正面影響。研究顯示，特定益生菌菌株有助於降低與壓力相關的皮質醇水平。尤其是心理益生菌，可能對 MGBA 產生顯著影響。根據前臨床研究，L. plantarumPS128 是一種心理益生菌，據信有助於調節多巴胺與血清素的平衡，進而影響情緒與睡眠。
血腦屏障
血腦屏障（BBB）在上述所有方面都扮演著關鍵角色。這是因為血腦屏障作為一種保護機制，具備嚴格的「過濾」功能，用以調節中樞神經系統（CNS）的穩態。這些限制有助於維持神經功能，並保護中樞神經系統免受有毒物質、病原體等不速之客的侵害。若此屏障功能喪失，可能導致神經功能障礙。
然而，血腦屏障（BBB）也可能阻礙有益物質從血液進入大腦。例如，多巴胺無法通過血腦屏障，但其生物合成前體——酪胺酸和L-多巴——則能通過。這些化學化合物隨後會在腦內特定神經元中轉化為多巴胺。這正是為何即使口服多巴胺，腦內的多巴胺濃度通常也不會上升的原因。
咖啡因和酒精是血腦屏障限制的顯著例外。這兩種化學物質都能迅速被血液吸收，並因其化學特性，僅需透過簡單的膜擴散即可穿越血腦屏障。這正是咖啡因和酒精能迅速影響人類行為的原因。
位於消化道內壁的腸內分泌細胞，可分泌體內多達95%。某些益生菌菌株可能也會影響腸道內的血清素濃度。然而，這種由腸道產生的血清素無法抵達大腦。腸道血清素在調節腸道蠕動功能方面發揮作用，雖然也能進入血液循環，但血液中的血清素及其他神經傳導物質，卻無法穿越會直接影響情緒的血腦屏障。
因此，益生菌若要直接影響情緒或腦部活動，必須透過 GBA 的三條主要途徑（參見下圖）中的一條或多條來介導。例如，益生菌菌株可影響分子與迷走神經一端結合的方式，並傳遞電訊號以影響腦內神經傳導物質的活動（迷走神經「通道」）。理論上，益生菌菌株亦可能影響血液中神經傳導物質前驅體的生物合成水平，進而在某種程度上影響腦內該物質的生成（循環系統「通道」）。
腸道微生物代謝產物的影响
循環為腸腦軸的相互作用提供了重要契機。腸道吸收營養並將其釋放至血液中，其中部分營養最終可抵達大腦。例如，短鏈脂肪酸（SCFAs）是微生物所產生的一種代謝產物，會透過前述包含循環系統及免疫系統在內的眾多途徑，影響中樞神經系統（CNS）的運作。許多益生菌菌株會產生這些代謝產物產生。
短鏈脂肪酸（SCFAs）因能維持腸道屏障的完整性，對腸道健康發揮重要作用，因而備受矚目。此外，維持血腦屏障以及腦免疫細胞的成熟。
腸道微生物還會影響人體的新陳代謝，進而可能影響血液中營養素的種類與濃度。這可能進而影響大腦可利用的營養素，並影響血腦屏障的通透性。透過這種關聯，腸道得以間接影響大腦中血清素、多巴胺或與情緒相關荷爾蒙的生成。
例如，大腦用於生成血清素和褪黑激素的必需胺基酸——色胺酸，必須透過飲食攝取。火雞富含色胺酸（由於色胺酸與褪黑激素的關聯性，人們往往認為感恩節的火雞會令人昏昏欲睡），雞肉、牛奶、鮪魚、燕麥等食物中也含有色胺酸。腸道微生物會影響腸道內色胺酸的代謝，進而影響血液中的色胺酸濃度，這可能。
免疫系統與腸腦軸
腸道在消化食物的同時，也承擔著免疫系統的大部分功能。腸道內的免疫細胞一方面支持食物耐受性及有益菌，另一方面卻可能引發過敏反應或食物過敏，引發過敏反應或食物過敏，。
腸道的免疫系統能夠感知腸道內的細菌，並與大腦進行溝通。樹突細胞是一種擁有稱為「樹突」的突起結構的免疫細胞，能夠感知腸道內容物，包括腸道細菌及經口攝取的益生菌。在感知到特定種類的腸道細菌後，這些免疫細胞會移向淋巴系統。透過該訊號傳導過程，會釋放出一種稱為「細胞因子」的分子，這些分子能夠穿越血腦屏障。
這些細胞因子會與腦神經元上的受體相互作用，並能改變大腦活動。有趣的是，某些特定細胞因子會與情緒及食慾。部分免疫活動會會影響血清素受體與轉運體，進而可能影響情緒。
建立腸腦連結
如您所見，腸腦軸的機制相當複雜，目前尚未被完全理解。不過，希望這能幫助您更深入地了解腸道與大腦是如何進行溝通與協作的。若您想進一步了解益生菌如何透過腸腦軸產生神經學影響，請參考 Bened Life 產品中所含的神經活性益生菌菌株——L. plantarum PS128的臨床研究，此處查閱。
