人體80%的菌群存在于腸道內(nèi)，數(shù)量超過100萬億個(gè)，種類超過1000種。這些腸道菌群對(duì)人體的消化、代謝、免疫、情緒等生理或心理活動(dòng)都有著重要影響，功能上相當(dāng)于人體的一個(gè)器官。

該圖演示了在人類一生中，微生物多樣性隨神經(jīng)發(fā)育而出現(xiàn)的典型變化

腸道菌群在合成和代謝過程中會(huì)產(chǎn)生短鏈脂肪酸、維生素、非必須氨基酸、5-羥色胺等，這些物質(zhì)可以作為人體某些組織器官的能量來源或生長發(fā)育的養(yǎng)料。

腸道菌群可以提供人體重要代謝過程中所必須的酶、激活肝臟酶系統(tǒng)、影響藥物代謝過程。

腸道粘膜上皮是腸道機(jī)械屏障的基礎(chǔ)，腸道菌群可以在這道機(jī)械屏障的某些部位黏附、定植、繁殖形成“菌膜屏障”，抵抗外來病原菌的侵襲，抑制有害菌的繁殖，幫助修復(fù)腸道粘膜上皮。

腸道菌群可以刺激機(jī)體的免疫細(xì)胞增殖和免疫系統(tǒng)發(fā)育，增強(qiáng)機(jī)體的免疫和清除功能。

腸道菌群的功能如此強(qiáng)大且多樣，所以醫(yī)學(xué)家們將其視作腸-腦軸的關(guān)鍵調(diào)節(jié)器，且將三者的協(xié)調(diào)工作視為“微生物-腸-腦軸”( microbiome-gut-brain axis）（也有學(xué)者稱之為腸道菌群-腸-腦軸）。那么腸道菌群如何實(shí)現(xiàn)腸腦軸的交流？

腸道受到雙重神經(jīng)支配，既有外來的自主神經(jīng)系統(tǒng)又有內(nèi)在的腸神經(jīng)系統(tǒng)，二者形成多條反射回路調(diào)節(jié)腸道的生理活動(dòng)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，破壞動(dòng)物的腸道菌群可以影響神經(jīng)遞質(zhì)的釋放、改變某些受體的活性，增加小鼠的焦慮行為。

腸道淋巴組織里存在大量的免疫細(xì)胞，它們可以識(shí)別無害的微生物和外來入侵的病原菌。但是腸道菌群紊亂時(shí)，腸道上皮細(xì)胞會(huì)識(shí)別相關(guān)致病菌的分子模式，引起促炎癥因子分泌，某些因子通過血腦屏障進(jìn)入大腦，影響大腦的結(jié)構(gòu)和功能。

腸道菌群代謝產(chǎn)生的多種細(xì)胞因子和神經(jīng)遞質(zhì)可以調(diào)節(jié)細(xì)胞分泌，某些分泌產(chǎn)物的增多可能會(huì)影響神經(jīng)系統(tǒng)的分泌。

上圖描述了已知的腸道微生物群和大腦之間的各種雙向交流途徑，包括肝臟和膽囊代謝、免疫調(diào)節(jié)反應(yīng)、神經(jīng)元神經(jīng)支配、腸道內(nèi)分泌和微生物代謝物信號(hào)傳遞。

腸道菌群可以通過神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、神經(jīng)內(nèi)分泌途徑和大腦進(jìn)行信息交流，影響大腦的結(jié)構(gòu)和功能，改變?nèi)说恼J(rèn)知和行為。恰當(dāng)?shù)母深A(yù)腸道菌群可以起到緩解焦慮抑郁、改善認(rèn)知，甚至可以促進(jìn)大腦和智力發(fā)育。

目前，腸道菌群影響大腦功能的機(jī)制尚未完全闡明，但是諸多實(shí)驗(yàn)研究正在揭開這層神秘的面紗：

1.動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，通過無菌飼養(yǎng)、抗生素處理等手段改變腸道菌群之后，小鼠的神經(jīng)生化發(fā)生明顯改變：無菌飼養(yǎng)的小鼠表現(xiàn)出應(yīng)激反應(yīng)過度和相關(guān)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子表達(dá)異常；檸檬酸桿菌感染的小鼠焦慮行為增加；抗生素處理的小鼠探索行為增加；含益生菌飲食飼養(yǎng)的小鼠，應(yīng)激水平降低、焦慮抑郁行為減輕。

2.神經(jīng)遞質(zhì)假說認(rèn)為，大腦主要有三大神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)，分別是去甲腎上腺素能、多巴胺能和5-羥色胺能神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)，它們與人類的愉悅情緒產(chǎn)生和傳遞密切相關(guān)。大部分多巴胺和5-羥色胺是在腸道和腸神經(jīng)系統(tǒng)合成的，腸道菌群可以維持下丘腦－垂體－腎上腺素軸（HPA軸）的正常運(yùn)作并且影響這些神經(jīng)遞質(zhì)的合成，影響人們的情緒和認(rèn)知。

上圖藍(lán)色箭頭表示影響菌群-腸-腦軸的因素：飲食、先天遺傳、相關(guān)的表觀遺傳學(xué)、出生時(shí)的分娩方式、環(huán)境、藥物、運(yùn)動(dòng)。

紅色箭頭表示受菌群-腸-腦軸影響的各種行為：包括飲食攝入、認(rèn)知功能、壓力、社交行為、恐懼情緒。

有哪些方式可以調(diào)節(jié)腸道菌群，改善大腦認(rèn)知呢？

研究表明，攝入足夠數(shù)量的益生菌可以調(diào)節(jié)血清中腎上腺素和皮質(zhì)醇的水平，從而改善應(yīng)激反應(yīng)，降低抑郁、焦慮水平；也可以修復(fù)腸道通透性，減少炎癥因子的釋放。服用益生菌可以增加與腸道健康有關(guān)的菌群，但是不同的益生菌補(bǔ)品含有的菌株不同，所起到的作用也不同，可以咨詢醫(yī)生補(bǔ)充相應(yīng)的菌群。

高脂高糖的飲食模式會(huì)改變腸道通透性和血腦屏障完整性，使炎癥相關(guān)化學(xué)物質(zhì)釋放增加、減少神經(jīng)元增殖，影響海馬區(qū)——人體的記憶中心?！吧儆蜕冫}，控糖限酒”一直是《中國居民膳食指南》所倡導(dǎo)的，指南建議，每日攝入添加糖不能超過50g，最好控制在25克以下。生活中尤其要注意這些添加糖：白糖、紅糖、甜飲料、甜食、蜂蜜、果汁。

益生元和益生菌一字只差但含義大有不同。簡單來說，益生元是益生菌的食物，可以選擇性促進(jìn)某些菌落的生長和活性。常用的益生元包括低聚果糖、低聚半乳糖、低聚異麥芽糖、低聚麥芽糖、菊粉等。日常飲食中富含益生元的食物有全谷類、大多數(shù)豆類（黃豆、蕓豆、鷹嘴豆等）、蘆筍、柑橘類水果、大蒜、洋蔥等。

運(yùn)動(dòng)不僅有益于保持良好的心肺耐力和肌肉力量，還可以增加腸道菌群的多樣性、改善腸道健康?！禬HO身體活動(dòng)和久坐行為指南》建議成年人每周至少150~300分鐘的中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)或75~150分鐘高強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)，并且盡可能減少久坐不動(dòng)的時(shí)間。

除此之外，避免服用不必要的抗生素、盡量減少吸煙或不吸煙、保證充足的睡眠、排解心理壓力都可以對(duì)腸道菌群產(chǎn)生一定的有益影響。