肠脑轴

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“肠脑轴”一词是指胃肠道和大脑之间持续的双向通信。


肠道影响大脑，进而影响行为的观点已被广泛理解和接受。这一概念已经渗透到日常用语中，例如，“直觉”（gut feeling [gut：肠道]）、“果敢”（gutsy [gut：肠道]）和“忐忑不安”（butterflies in the stomach [stomach：胃]）等词语。尽管如此，科学家直到最近才开始揭示肠脑轴背后的机制。这种沟通联系是一个新兴研究领域——神经胃肠病学的核心。

越来越多的证据表明，肠道微生物有助于形成正常的神经发育、大脑生物化学和行为。1特别是肠道微生物群正在成为肠道和大脑之间沟通的关键节点。这导致了一个新术语的诞生：微生物群肠脑轴。

 

 

 

 

微生物群使用多种不同的通道与大脑和中枢神经系统 (CNS) 进行通信，包括：

  • 肠神经系统 (ENS)：有时被称为“第二大脑”，沿消化道延伸的数亿个神经元构成了 ENS。该系统通过迷走神经将胃肠道内的细微变化传达给大脑。通过迷走神经的主要路径可介导肠道微生物和 CNS 之间的通信。
  • 交感神经系统：大脑和肾上腺释放肾上腺素和去甲肾上腺素会引起打斗、逃跑或僵住的行为反应，还会改变肠道动力。
  • 下丘脑-垂体-肾上腺轴：该系统可介导皮质醇的分泌，该物质可影响即时应激反应。研究表明，肠道微生物群可能会影响控制应激内分泌反应的神经系统的发育。
  • 免疫信号：肠道微生物群似乎通过另一种方式改变传递给大脑的信息。证据表明，肠道微生物群可以影响位于肠道粘膜中的免疫细胞，从而改变 ENS 的感觉神经元的活性。这些免疫细胞释放细胞因子，这些细胞因子在宿主对炎症和感染的反应中起重要作用。
  • 肠道细菌代谢产物：通过难消化性纤维（如益生元）的发酵和代谢，肠道微生物群产生短链脂肪酸 (SCFA)，包括乙酸、丁酸、乳酸和丙酸。SCFA 被单独列为可能影响大脑功能的特别重要的代谢产物。此外，胃肠道及其细菌有助于身体产生激素和神经递质，包括多巴胺和 5-羟色胺。

微生物群肠脑轴

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通过营养干预改变肠道微生物群有可能促进肠道和大脑之间的相互影响，甚至可能改变行为和情绪。

研究表明，肠道细菌与肥胖、阿尔茨海默病和宠物焦虑等疾病有许多联系。2-4后者很重要，因为多达 70% 的犬行为障碍可归因于某种形式的焦虑。5

兽医全科医生在鉴别和治疗患病宠物行为问题（如焦虑）方面的作用至关重要。6

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宠物主人可能不会识别出所有的恐惧和焦虑体征，或者可能只在问题升级到危象状态时才前往就医。7

焦虑的后果

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高达 70% 的犬行为障碍可归因于某种形式的焦虑，5而行为障碍是将宠物交给收容所的主要原因。8

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焦虑可能会导致生理和行为方面的影响，例如对疾病的易感性增加、9心率加快、胃肠紊乱、来回踱步或转圈、或食欲改变。10

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应激也会影响宠物的精神和社交健康，从而导致慢性沮丧和社交恐惧症的发生。11

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Purina 的研究

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一种细菌菌株，长双歧杆菌 (B. longum)，已被证明有助于帮助犬保持平静的行为。

在一项盲法交叉研究中，Purina 的科学家发现，与喂食安慰剂的犬相比，喂食 长双歧杆菌的犬在表现焦虑行为方面显著减少。研究中大多数犬的心率和唾液皮质醇水平也较低。

从行为和生理角度来看，长双歧杆菌对焦虑患犬均有减轻焦虑的作用。

Purina Institute“与科学家面对面”视频特辑

这个链接指向一个英文视频，没有[中文]翻译

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需记住的要点

  • 肠道微生物群对于肠道和大脑通过神经系统、免疫系统、神经内分泌途径和代谢产物进行持续的双向交流至关重要。
  • 越来越多的证据表明，肠道微生物群有助于形成正常的神经发育、大脑生物化学和行为。
  • 可以影响肠道微生物群组成的营养干预可能会改变行为和情绪。
  • 焦虑在犬的许多行为障碍中起着一定的作用，并可能对宠物的身心健康以及主人和宠物之间的关系产生负面影响。
  • Purina 的科学家已经证明，长双歧杆菌菌株有助于维持犬的平静行为。

了解更多信息

1.Shen, H. H. (2015).Microbes on the Mind.Proceedings of the National Academy of Sciences, 112(30), 9143–9145. doi: 10.1073/pnas.1509590112

2.Dinan, T. G., & Cryan, J. F. (2017).Gut–brain axis in 2016: Gut-brain axis in 2016: Brain-gut-microbiota axis - mood, metabolism and behaviour.Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 14(2), 69–70. doi: 10.1038/nrgastro.2016.200

3.Köhler, C. A., Maes, M., Slyepchenko, A., Berk, M., Solmi, M., Lanctot, K. L., & Carvalho, A. F. (2016).The gut-brain axis, including the microbiome, leaky gut and bacterial translocation: Mechanisms and pathophysiological role in Alzheimer's disease.Current Pharmaceutical Design, 22(40), 1–15. doi: 10.2174/1381612822666160907093807

4.McGowan, R. T. S., Barnett, H. R., Czarnecki-Maulden, G. L., Si, X., Perez-Camargo, G., & Martin, F. (2018, July).Tapping into those ‘gut feelings’: Impact of BL999 (Bifidobacterium longum) on anxiety in dogs.Veterinary Behavior Symposium Proceedings, Denver, CO, pp. 8–9.

5.Beata, C., Beaumont-Graff, E., Diaz, C. Marion, M., Massal, N., Marlois, N., Muller, G., & Lefranc, C. (2007).Effects of alpha-casozepine (Zylkene) versus selegiline hydrochloride (Selgian, Anipryl) on anxiety disorders in dogs.Journal of Veterinary Behavior, 2, 175–183.

6.Stelow, E. (2018).Diagnosing behavior problems: A guide for practitioners.Veterinary Clinics of North America, 48(3), 339–350. doi:10.1016/j.cvsm.2017.12.003

7.Ballantyne, K. C. (2018).Separation, confinement, or noises: what is scaring that dog? Veterinary Clinics of North America: Small Animal Practice, 48(3), 367–386. doi:10.1016/j.cvsm.20112.005

8.Salman, M. D., Hutchison, J., Ruch-Gallie, R., Kogan, L., New, J. C., Kass, P. H., & Scarlett, J. M. (2000).Behavioral reasons for relinquishment of shelter dogs and cats to 12 shelters.Journal of Applied Animal Welfare Science, 3(2), 93–106.

9.Tanaka, A., Wagner, D. C., Kass, P. H., & Hurley, K. F..(2012).Associations among weight loss, stress, and upper respiratory tract infection in shelter cats.Journal of the American Veterinary Medical Association, 240(5), 570–576. doi: 10.2460/javma.240.5.570

10.Landsberg, G., Hunthausen, W., & Ackerman, L. (2013).Behavior Problems of the Dog & Cat.Great Britain: Saunders Elsevier. pp. 181–182.

11.Mills, D., Karagiannis, C., & Zulch, H. (2014).Stress – Its effects on health and behavior: A guide for practitioners.Veterinary Clinics of North America: Small Animal Practice, 44, 525–541.

12.Mariti, C., Gazzano, A., Moore, J. L., Baragli, P., Chelli, L., & Sighieri, C. (2012).Perception of dogs’ stress by their owners.Journal of Veterinary Behavior, 7(4), 213–219.

13.Seibert, L. M., & Landsberg, G. M. (2008).Diagnosis and management of patients presenting with behavior problems.Veterinary Clinics of North America: Small Animal Practice, 38, 937–950.

14.Patronek, G. J., & Dodman, N. H. (1999).Attitudes, procedures, and delivery of behavior services by veterinarians in small animal practice.Journal of the American Veterinary Medical Association, 215(11), 1606–1611.