人體最大的內分泌器官是什麼?提示1：它也是人類最大的免疫器官！提示2：這個器官還包含一個“第二大腦”，它通過迷走神經與大腦內部相連。
答案就是：它是30英尺長的胃腸道，通常只與進食和消化有關。但它不僅僅是一個消化道，它是大約100萬億種不同細菌的家園，包括1000種已知的被稱為“微生物群”的細菌。它的組合DNA被稱為“微生物組”，比人類基因組大1萬倍。我們腸道中數以萬億計的細菌是一種共生器官，對人體的正常功能至關重要。
這些微生物種類繁多，對維持人類健康至關重要，它還可能涉及多種精神疾病，包括抑鬱症、精神分裂、焦慮、自閉症和注意力缺陷多動障礙(ADHD)。人類在出生時通過母親的陰道，以及在生命最初幾個月接觸各種環境，獲得他們獨特的微生物群。
胃腸道中的微生物群是“腸腦”的親密鄰居，“腸腦”由1億個神經元和膠質樣支持細胞結構組成。這個“第二大腦”產生了30多個神經遞質，其中一些(多巴胺、5 -羥色胺、γ-氨基丁酸[GABA]，乙酰膽鹼)已經被證明在重大精神疾病中發揮作用。
大腦和腸道有一個動態的雙向溝通系統，由神經、激素和免疫交流來調節。胃腸道分泌數十種肽和其他影響大腦的信號分子。微生物群還與催產素、胃促生長素、神經肽Y、縮膽囊素、促腎上腺皮質激素釋放因子和胰腺多肽等腸道激素相互作用和調節。微生物群調節大腦的發育、功能和行為，並維持腸道的屏障；如果被破壞，就會導致腸道變得“滲漏”，引發低度炎症，比如與抑鬱有關的炎症。
不要忽視飲食的重要性。這是影響微生物群組成的主要因素。我們吃的東西對神經免疫或神經炎性疾病有預防或修復作用。越來越多的證據表明，飲食及其對腸道微生物群的影響可以通過表觀遺傳機制(改變DNA甲基化和組蛋白效應)來改變一個人的基因。益生菌可以通過影響細胞因子、產生短鏈脂肪酸(SCFAs)、維生素合成以及產生幾種重要的神經遞質來發揮表觀遺傳效應。
微生物-內臟-腦軸是雙向轉運，並相互影響的。大腦通過調節飽腹感、下丘腦-垂體軸和神經肽來影響微生物組成；而微生物群通過感染因子、腸道神經遞質和調節劑、細胞因子、感覺迷走神經纖維和各種代謝物向大腦傳遞有關腸道狀況的信息。如果它們之間的相互作用出現了問題，就可能導致各種病理過程，包括炎症、自身免疫、退行性、代謝、認知、情緒和行為不良影響。對這些不良症狀的治療干預可以通過微生物組操作(如糞便移植)、營養策略和強化腸-腦屏障來實現。
微生物群的改變，如抗生素的攝入或腸道炎症，可導致精神障礙。以下研究結果將腸道微生物組紊亂與幾種精神疾病聯繫起來：
- 精神分裂症前驅症狀。糞便細菌顯示SCFAs增加，它可以激活小膠質細胞(觸發精神病的最初步驟)。這些細菌已經被證明會導致前扣帶回的膽鹼水平升高。前扣帶回是一種已知的膜功能障礙生物標誌物，是精神分裂症的生物學模型之一。
- 首發精神分裂症。最近的研究報告了首發精神病患者的腸道菌群異常，某些糞便細菌(包括雙歧桿菌、大腸桿菌和乳酸菌)數量較少，而梭菌球菌的含量卻較高。利培酮治療6個月後，上述改變發生逆轉。
- 另一項對首發精神病患者糞便微生物群的研究發現，與健康對照組相比，幾種菌株的糞便微生物群存在顯著差異，差異最大的菌株在抗精神病藥物治療12個月後出現更嚴重的精神病症狀，對藥物反應更差。
- 自閉症與微生物多樣性的增加有關，過量的類固醇與自閉症多樣性的增加有關。據報道，自閉症兒童的糞便樣本中SCFAs升高。有趣的是，一種特定的乳酸菌可以調節催產素或逆轉一些自閉症症狀。
- 抑鬱症與微生物群α多樣性的增加有關。據報道，抑鬱症患者的雙歧桿菌和乳酸菌數量較低。在動物研究中，某些菌株已經被報道可以減少抑鬱和焦慮行為。對微生物無害的地中海飲食，而不是西方飲食，似乎可以降低患抑鬱症的風險。據報道，某些益生菌可以增強抗應激能力。
- 多動症。一些研究表明，ADHD可能與一些可改變腸道微生物群的因素有關，包括分娩模式、嬰兒餵養方式、母親健康狀況以及早期應激因素。此外，飲食對腸道菌群的影響可以改變多動症的症狀。
- 阿爾茨海默氏症。代謝紊亂，如肥胖和糖尿病，會引起腸道菌群發炎，這是阿爾茨海默病的已知危險因素。
- 腸易激綜合症(IBS)。糞便微生物群移植通過增加腸道微生物群的多樣性來改善IBS。它還能改善患者的情緒，而不僅僅是他們的IBS症狀。
- 酒精使用。酒精攝入和酒精戒斷都會導致大腦的免疫失調，引發神經炎症。這歸因於微生物組組成的改變（生態失調），這對微生物宿主體內平衡有負面影響。
微生物-腸道-大腦相互作用及其雙向免疫、內分泌和神經遞質效應的發現，是健康、神經科學和精神病學領域的一個重大範式轉變，它為預防和治療各種精神疾病開闢了廣闊的研究前景。先前難以想象的醫學干預措施，例如糞便移植，就是微生物-腸腦-大腦相互作用的範例，它為醫學領域包括精神病學帶來了新的思路。它還強調了以前未被充分認識到的營養，在健康和疾病中的重要作用。
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