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微生物群落對心理健康的影響

一隻戴著紫色乳膠手套的手,正握著裝有組織培養液的培養皿。背景中的研究儀器顯得有些模糊。

腸道菌叢透過腦腸軸影響情緒的觀點,標誌著精神衛生研究領域的一場範式轉移。這些研究表明,我們的精神健康並非全在腦中。事實上,我們的心境與腸道與大腦之間的溝通密切相關。此外,我們的腸道菌叢可能以我們從未想過的方式影響精神狀態。

腸道菌群、腸腦軸與心理健康

最後一次當您感到情緒低落或無法集中注意力時,是否曾想到過腸道的狀況?我們許多人認為,情緒和精神狀態是由大腦所掌控的。然而,某些腸道微生物能夠透過被稱為「腸腦軸」(GBA)的精密路徑系統,以我們從未想過的方式,對心理健康產生影響。

這個複雜的網絡透過雙向溝通,將大腦的認知與情緒過程與腸道連結起來。我們的腦部功能與腸道本質上處於持續的對話之中。此外,棲息在我們腸道中的數兆個微生物,可能透過腸腦軸(GBA)對我們的日常情緒及整體心理健康產生重大影響。

在這篇文章中,讓我們一同踏上這趟迷人的旅程,探索身心之間這套複雜的機制。

首先,我們將說明腸道菌叢如何透過GBA影響大腦的各種途徑。接著,我們將聚焦於腸道菌叢如何影響心理健康狀況。最後,我們將進行一場時間之旅,回顧過去與當前的研究,以闡明像PS128這類心理益生菌在改善情緒與心理幸福感方面所發揮的非凡作用。

腸腦軸對心理健康的影响

腸道內壁上有數億個神經元以網狀系統相互連結,其中包含許多與大腦相同的元素。這個令人驚嘆的系統具備獨特的反射與感覺功能,其運作與大腦傳來的訊號不同,獨立地、能夠即時適應腸道不同的狀態。因此,我們的腸道會在沒有大腦指令的情況下也有可能持續運作。

儘管如此,我們的腸道與大腦仍透過一種稱為「腸腦軸」(GBA)的雙向通訊系統相互依存,以維持全身的恆定性(平衡狀態)。雖然這個系統非常複雜,但可以將其視為連接我們中樞神經系統(大腦與脊髓)與腸道的一種「高速公路」。

透過腸腦軸,腸道——包括其獨有的神經系統(腸道神經系統,或稱 ENS)以及腸道菌叢——對情緒狀態及整體心理健康產生重大影響。

尤其是腸道菌叢,作為腸腦軸的主要調節因子,是透過連結腸道與大腦的各種途徑來影響情緒狀態的關鍵角色。

這種相互關聯,正是為什麼透過口服特定益生菌(稱為「心理益生菌」)能夠影響腦部功能,進而影響我們心理健康的原因。這真的很令人驚訝,對吧?

GBA 路徑:腸道菌叢影響大腦的機制

在本次探討的後半段,我們將閱讀關於「心理益生菌」的給藥對情緒相關行為產生正面影響的研究。這些引人入勝的發現,可能會讓人不禁思考:腸道菌叢究竟是如何影響我們的心理狀態的?答案就藏在構成「腸腦軸」的途徑,以及來自我們腸道菌叢的訊號之中。讓我們來深入探討吧。

腸道菌叢可能透過腸腦軸的三大主要途徑(迷走神經(神經系統)、循環系統、免疫系統)對大腦產生影響。

迷走神經通路:迷走神經與腸道菌叢直接相連,在腸道菌叢與大腦之間傳遞訊號方面扮演著核心角色。微生物或其代謝產物可能刺激迷走神經,從而激活此通路。

腸腦軸:此途徑包含可透過血液從腸道傳遞至大腦的代謝及內分泌訊號。例如,腸道菌叢會影響壓力反應途徑的調節,其中包括壓力荷爾蒙「皮質醇」的代謝。短鏈脂肪酸(SCFA)是膳食纖維經微生物分解後的產物,可能對情緒及整體腦部功能產生正面影響。

免疫途徑:腸道免疫系統會感知並對腸道微生物及其代謝產物作出反應,並釋放出能間接影響行為與情緒的免疫介質。其中許多免疫介質會透過循環系統進入大腦。

腸道會透過「腸腦軸」,利用神經傳導物質、免疫介質及其他化學物質等化學訊號,與大腦進行溝通。讓我們特別來詳細探討其中一條稱為「迷走神經」的途徑。

焦點:血清素、迷走神經、腸腦軸

雖然有多條神經連接大腦與腸道,但迷走神經被認為是最重要的。迷走神經如同一條生物學上的「高速公路」,將大腦與腸道連結起來,並與腸道菌叢直接相互作用。由腸道菌叢產生的化學物質,可能會間接(甚至可能直接)影響中樞神經系統的功能,但其作用機制尚未完全釐清。部分研究指出,腸道菌叢可能透過免疫途徑與內分泌途徑,藉助激活迷走神經的感覺神經元,向大腦傳遞訊號

讓我們來探討一下血清素。血清素(亦稱為 5-HT)被廣泛認為是一種調節情緒的神經傳導物質。它是由必需胺基酸色氨酸(必須透過食物攝取)所合成。在大腦中,約有 5% 的色氨酸會轉化為血清素,用以調節情緒;而大部分的血清素則是在腸道中合成的。然而,由於存在血腦關門,腸道合成的血清素無法進入大腦。

儘管如此,腸道仍可能透過迷走神經影響大腦。腸道菌叢的作用在於調節色胺酸的代謝,而腸道細胞正是利用這種物質來生成血清素。除了在消化道蠕動及腸神經系統(ENS)的發育中扮演重要角色外,腸道所產生的血清素還會活化迷走神經的受體,並向大腦傳遞訊號。這些訊號可能導致大腦產生變化,進而調節情緒、壓力反應及免疫功能

事實上,研究顯示,某種特定的心理益生菌菌株——PS128——能夠同時影響大腦和腸道中這種令人愉悅的神經傳導物質的濃度。讓我們來深入探討有關心理益生菌對心理健康可能產生的積極影響的研究。

研究人員將組織培養瓶放在顯微鏡下進行檢查

研究視角:心理生物學與心理健康

研究顯示,大腦、腸道與心理健康之間存在著令人驚訝的關聯。換言之,腸道菌叢可能會影響您的情緒。這些研究表明,腸道菌叢會影響若干生理過程,其中包括影響情緒與認知的過程

科學家們發現,在某些情況下,特定的益生菌會對心理健康產生影響。這些益生菌在以適當劑量攝取時,能帶來心理健康上的益處,因此被稱為「心理益生菌」

透過這些研究,科學證實了特定的益生菌菌株有助於改善情緒,並幫助人們對生活抱持更積極的態度。

腸腦連結的非臨床實證

過往與當前的研究均顯示,腸道菌叢在透過腸腦軸調節腦功能與行為方面,扮演著極其重要的角色。就在最近,科學家們證實了大腦與腸道之間存在著強烈的雙向關聯。

雖然這些研究大多基於使用動物模型進行的非臨床實驗室研究,但近期已出現若干針對人類的觀察性研究。在這些研究中,科學家觀察到,腸道菌群可能透過與神經通路相關的幸福感神經傳導物質——血清素和多巴胺——來影響心理狀態與行為。

1998年,微生物學家馬克·萊特發現,腸道菌叢可能對心理健康狀況產生直接影響。在這項研究中,研究人員將已知會引起食物中毒的「空腸彎曲桿菌」(Campylobacter jejuni)經口餵食給小鼠。小鼠所攝取的細菌劑量,是病原菌尚未足以激活宿主免疫系統的程度,也就是所謂的「亞臨床劑量」。研究人員在給藥後,於實驗對象身上觀察到類似焦慮的行為。萊特的研究團隊透過一項更詳盡的第二項研究,證實了這項發現。

這些研究有助於確認腸道菌叢與心理健康症狀之間的關聯性。自此之後,GBA與心理益生學已成為全球科學家在心理健康與神經科學領域的研究焦點,旨在釐清腸道菌叢如何影響情緒。

萊特的研究團隊已證實,「有害」細菌可能會惡化心理健康,但特定的細菌菌株是否能改善心理健康症狀呢?

答案似乎是「是」。2004年,日本科學家們發現,另一種特定的細菌調節壓力荷爾蒙水平的平衡並報告了此事。其他研究則指出,益生菌的攝取會我們正著重探討其對情緒低落及壓力相關行為的影響,並研究精神健康是否因此得到改善。這包括PS128系列其中也包含相關研究。

PS128 研究與情緒

精神壓力會對我們的心理健康造成巨大負擔,而像皮質醇這類循環性壓力荷爾蒙,可能會直接導致血清素和多巴胺的濃度下降。心理益生菌或許能夠減輕壓力的影響,並增加血清素和多巴胺這類令人感到愉悅的荷爾蒙。

例如,一項近期研究觀察了心理生物製劑 L. plantarumPS128 對高壓力環境下的資訊科技(IT)專業人員之壓力與心理健康所產生的影響。經過 8 週的試驗期後,參與者表示主觀感受到的壓力有所減輕,整體幸福感亦有所提升。此外,唾液皮質醇濃度有所下降,且此現象與情緒改善及睡眠品質呈正相關。

雖然在人體大腦中難以直接測量血清素和多巴胺的濃度,但在臨床前研究中,心理益生菌可揭示其對這些重要情緒神經傳導物質的影響。多項針對 PS128 的動物實驗顯示,該物質會影響大腦特定區域的血清素和多巴胺濃度。這些變化與動物的部分行為表現呈相關性。

具體而言,在前臨床模型中,為了探究GBA對情緒行為的影響,研究人員向無菌小鼠施予了PS128。由於這些動物在完全無菌的環境中飼養,腸道內完全不存在微生物,因此被稱為「無菌」。施予PS128後,記錄顯示GF小鼠的運動活動顯著增加,且焦慮樣行為有所減少。

研究作者們還指出,在大腦紋狀體(前腦深層區域,參與行為選擇、運動控制及動機形成)中,血清素與多巴胺的濃度均有所上升。這些結果顯示,PS128 可能在不依賴腸道菌群的情況下,對心理健康產生影響。

在另一種存在微生物的臨床前模型中,研究顯示 PS128 能改善情緒幸福感與行為表現。針對使用(非無菌)PS128 的童年壓力臨床前模型進行研究的研究人員指出,大腦主要區域的多巴胺水平有所恢復,且壓力荷爾蒙皮質醇的濃度亦有所下降。

作者們還指出,受壓力影響的行為亦有所改善。最後,一項小規模的隨機、安慰劑對照犬隻試驗顯示,根據飼主回報,補充 PS128 有助於改善情緒狀態與行為。

這些研究顯示,大腦與腸道之間始終保持著溝通。此外,研究還顯示,攝取一種名為 PS128 的特定益生菌菌株,與健康的壓力反應、情緒及心理健康有關。

心理益生菌有助於促進情緒上的幸福感

我們體內所有細胞之間的相互連結實在令人驚嘆。這種驚人的連結性,在腸道菌叢與大腦之間的複雜溝通系統——即「腸腦軸」——中得到了純粹的體現。在此,大腦與腸道透過若干途徑,在這個既複雜又優雅的系統中相互「對話」。

我們大多數人都曾有過這樣的經驗:焦慮的思緒會引發腸道反應(例如「胃部不適」等),但重要的是要謹記,「腸腦連結」是雙向的。腸道內容物不僅會對腸道產生影響,也可能反過來影響心靈與心理健康。

近期針對前臨床及臨床模型的研究顯示,腸道菌叢透過腸腦軸(GBA)在心理健康方面發揮著不可或缺的作用。這項研究指出,即使病原性菌株的數量低於臨床診斷標準,其存在仍可能導致包括情緒低落及焦慮樣症狀加劇在內的心理健康相關問題。

研究還顯示,使用像 PS128 這樣的心理益生菌,有助於維持情緒穩定及整體情緒福祉。透過益生菌調節大腦內多巴胺和血清素等神經傳導物質的能力,可能有助於改善健康人士的情緒。

 

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