一個人的腸道中擁有數以萬億計的細菌，甚至遠遠超過整個人體細胞的數量，它們所編碼的基因數量是人類自身基因組的150倍。

腸道菌群和大腦之間存在著複雜的雙向相互作用，稱之為微生物-腸-腦軸，包括神經系統（迷走神經）、內分泌系統（下丘腦-垂體-腎上腺軸，HPA）和免疫系統（細胞因子和趨化因子）之間複雜的相互作用。

來自無菌小鼠模型的實驗證據表明，腸道菌群在中樞神經系統的發育和功能中具有重要作用，這些發現為一些常見的人類精神疾病的腸道起源假說提供了合理的依據：

HPA軸應激反應——無菌小鼠的HPA軸發育異常，導致其對應激的反應發生改變，透過重新定植腸道菌群或單一補充益生菌嬰兒雙歧桿菌可以糾正這種異常。認知——無菌小鼠大腦皮層和海馬中腦源性神經營養因子（BDNF）表達水平降低，這與記憶缺陷相關。社交發育——無菌小鼠的社交動機減少，社會新穎性偏好降低，表現出社交回避行為。重新定植細菌可以逆轉這些行為。情緒和情感——無菌小鼠的探索性行為增加，焦慮水平降低。神經保護作用——無菌小鼠的小膠質細胞功能和穩態改變，血腦屏障通透性增加

抑鬱症的病理生理非常複雜，涉及神經遞質失衡、HPA軸功能失調、炎症和微生物-腸-腦軸。研究表明，腸道菌群異常或微生物-腸-腦軸功能失調可能直接導致精神障礙，比如重度抑鬱症，因此糾正這些問題可以減輕抑鬱症狀。

腸道菌群和抑鬱症

在人類腸道中，90%以上的細菌是由擬桿菌門、厚壁菌門、變形菌門和放線菌門組成的。特別是厚壁菌門，已經被證明在抑鬱症患者和健康對照組之間具有顯著的差異。

2019年的一項基於人群的研究調查了特定腸道細菌與抑鬱症及其生活質量之間的相關性。在本研究中：

產丁酸的棲糞桿菌屬和糞球菌屬細菌與較高的生活質量水平相關。在抑鬱症患者中，戴阿利斯特菌屬和糞球菌屬細菌顯著減少。此外，研究人員檢測到了腸道微生物合成的多巴胺代謝物3,4-二羥基苯乙酸的潛力，並表明它的存在與更好的生活質量得分相關。

其它證據表明，某些細菌菌株與特定的抑鬱症狀有關：

腸道細菌總數是失眠和抑鬱症症狀快速自評量表（QIDS-SR）中抑鬱評分高的一個預測因素。腸桿菌科細菌的減少預示著廣泛性焦慮障礙量表（GAD-7）中焦慮評分較高。

一項系統性綜述調查了抑鬱症患者腸道中的5個細菌門：擬桿菌門、厚壁菌門、放線菌門、梭桿菌門和變形菌門。他們發現：在隸屬於所有這五個細菌門的細菌屬中，有9個細菌屬在重度抑鬱症患者中較高，包括厭氧棒狀菌屬、布勞特氏菌屬、梭菌屬、克雷伯氏菌屬、毛螺菌屬、副擬桿菌屬、副薩特氏菌屬、考拉桿菌屬和鏈球菌屬；而有6個細菌屬明顯減少，包括雙歧桿菌屬、戴阿利斯特菌屬、埃希氏菌屬、志賀氏菌屬、棲糞桿菌屬和瘤胃球菌屬；另有6個細菌屬在不同的研究中得到不同的結果，包括別樣桿菌屬、擬桿菌屬、巨單胞菌屬、震顫桿菌屬、普氏菌屬和羅斯拜瑞氏菌屬。

這些發現都表明了腸道菌群及微生物代謝物與腸道炎症以及心理健康水平和生活質量下降之間重要的相互關聯。

微生物-腸-腦軸和抑鬱症的病理生理學

抑鬱症的腸道菌群假說認為，微生物-腸-腦軸功能障礙是重度抑鬱症病理基礎的重要組成部分。

腸道健康可以自下而上的影響大腦功能，而大腦功能又可以自上而下的影響腸道健康，腸道與大腦之間的這種雙向關係，表明重度抑鬱症是一種以大腦和外周功能紊亂為特徵的全身性疾病。

1、HPA軸

腸道菌群是應激反應及其相關後果的調節因子。應激可以改變腸道菌群的組成、功能和代謝活動。

儘管微生物生態系統非常具有彈性，在短暫的改變後可以迅速恢復到穩定平衡狀態，但是持續的壓力可能會破壞它們的相對穩定性，因為隨著時間的推移，它們會進入到一個新的平衡。

急性壓力下的皮質醇釋放是對壓力源存在的一種自然的生物反應，而慢性壓力是一種以HPA軸功能失調為特徵的不適應過程。急性應激對腸道菌群的影響有限，而慢性應激可能導致腸道菌群臨床意義上的失衡：

隨著皮質醇水平的增加，腸壁通透性也會增加（腸漏），從而促進全身炎症反應。腸漏會導致促炎症狀態，表現為迴圈中TNF-α、IFN-γ和IL-6水平升高。眾所周知，IL-6可以啟用HPA軸，隨著時間的推移，它還會下調糖皮質激素受體的表達。這些受體是一種抑制HPA軸的反饋機制，它們的下調會導致HPA軸過度活躍和過度敏感。這些變化會導致海馬5-羥色胺的減少以及BDNF表達的減少，所有這些都會增加抑鬱的易感性。

最後，也有研究表明壓力可以直接塑造腸道菌群的組成。有證據表明，母親孕期的壓力可以改變陰道菌群組成，然後對後代的菌群產生影響。

2、神經遞質

越來越多的證據表明，細菌會分泌一些神經活性化合物，具有影響睡眠、食慾、情緒和認知的特性。

這些神經活性化合物既可區域性作用於腸道神經系統，也可透過血腦屏障或迷走神經直接作用於大腦。此外，越來越多的證據似乎表明，這些神經遞質可以調節突觸活動。

乳酸桿菌可以分泌乙醯膽鹼念珠菌、鏈球菌、大腸桿菌和腸球菌都能分泌5-羥色胺芽孢桿菌和沙雷氏菌可以產生多巴胺乳酸桿菌和雙歧桿菌可以產生γ-氨基丁酸

3、短鏈脂肪酸

短鏈脂肪酸是腸道菌群透過厭氧發酵膳食纖維和抗性澱粉等不可消化的多糖所產生的主要代謝產物。

短鏈脂肪酸發揮著許多重要功能：

短鏈脂肪酸影響腸黏膜免疫、腸道屏障的完整性和功能。短鏈脂肪酸會與負責釋放腸道激素（胰高血糖素樣肽1、肽YY）和神經遞質（5-羥色胺、γ-氨基丁酸）的腸內分泌細胞上的受體相互作用。短鏈脂肪酸透過調節白介素的分泌來誘導調節性T細胞的分化。短鏈脂肪酸透過誘導調節性T細胞分化和調節白介素的分泌來影響系統性炎症。短鏈脂肪酸可以穿過血腦屏障，透過影響神經膠質細胞、調節神經營養因子的水平、增加神經發生、促進5-羥色胺的生物合成以及改善神經元內穩態和功能來影響神經炎症。

4、腦源性神經營養因子（BDNF）

腦源性神經營養因子（BDNF）是一種重要的神經營養物質，對與情緒和認知功能相關的神經元的生存和維持至關重要。

證據表明，大腦邊緣系統中BDNF水平的改變在抑鬱症的神經生物學中起關鍵作用。

雙歧桿菌可以增加海馬中BDNF的水平增加乳酸桿菌的水平可以增加大腦中BDNF的表達補充益生元（低聚果糖和低聚半乳糖）可以增加海馬BDNF的水平

5、迷走神經

腸道神經系統由2-6億個神經元組成，因此，腸道也被稱為“第二大腦”。這些神經元主要由迷走神經控制，因此迷走神經是大腦和腸道之間的主要連線。

增加腸道迷走神經的神經活動可導致腸道神經炎症，進而導致焦慮補充特定益生菌具有抗焦慮的效果，這由迷走神經調節的，因為切斷迷走神經後，益生菌的抗焦慮作用就消失了。

6、脂多糖

脂多糖（LPS）是一種促炎症的內毒素，是革蘭氏陰性細菌細胞壁的組成部分。

LPS可以引發與焦慮、抑鬱、認知缺陷和內臟疼痛有關的炎症反應。

如果太多LPS穿過腸道屏障進入血液迴圈，就會導致炎症細胞因子級聯反應，以IFN-γ的產生為特徵。LPS引起的炎症反應會增加吲哚胺-2,3-雙加氧酶（IDO）的水平，這是一種催化色氨酸代謝為犬尿氨酸的關鍵酶。色氨酸被IDO代謝為犬尿氨酸，而犬尿氨酸途徑與一系列的精神疾病有關，包括抑鬱症。犬尿氨酸途徑不僅會減少用於5 -羥色胺合成的色氨酸的可用性，也可能產生氧自由基和神經毒素。

7、微量營養素

腸道菌群會產生水溶性維生素，也會影響微量營養素的腸道吸收。

因此，腸道菌群失調可能導致微量營養素的缺乏，進而導致抑鬱。

重度抑鬱症患者中大量減少的雙歧桿菌可以合成核黃素、煙酸和葉酸。葉酸缺乏與抑鬱有關，而補充甲基葉酸對抑鬱症有效。

8、抗生素

一項大規模的人群研究發現，反覆使用抗生素引起的腸道菌群失調會增加抑鬱和焦慮的風險。

一般來說，抗生素的使用會降低腸道微生物的多樣性，增加對病原體感染和定植的易感性。不同的抗生素對腸道菌群的影響不盡相同。

環丙沙星會減少腸道微生物多樣性，大大減少腸道有益細菌的數量，包括雙歧桿菌。這些影響在健康的成年人身上可以持續幾周到一年。阿奇黴素會導致成人厚壁菌門細菌的多樣性暫時的減少，這種影響在兒童中更加明顯和有害。孕婦分娩期間預防性使用抗生素（氨苄青黴素和慶大黴素）預防B群鏈球菌感染，與嬰兒長期腸道菌群失調有關，無論採用何種分娩方式。

因此，廣譜抗生素的使用可以引起腸道菌群組成的紊亂，並可能持續數月至數年。

益生元和益生菌的作用

益生元是能夠被選擇性地發酵、引起腸道菌群成分和/或活性的改變，從而有益於機體健康的食物成分。

益生元應該具備以下幾個條件：

既不能被消化酶水解，也不能被胃腸道吸收能夠被腸道細菌發酵可以選擇性地刺激腸道有益細菌的生長和/或活性能夠改善宿主的健康

益生菌是攝入足夠數量時，能夠對宿主健康有益的活性微生物。好的益生菌應該具備以下條件：

足夠數量有活性對宿主健康有益

益生菌和益生元的潛在作用機制包括：

調節腸道菌群保護腸道屏障完整性透過腸道相關免疫系統防止細菌易位和調節區域性炎症反應

更多內容可參閱：

有證據表明，每天攝入益生菌補充劑對改善重度抑鬱症患者的情緒、焦慮和認知有積極作用。益生菌對焦慮症狀的影響可能最為顯著，而焦慮症狀通常與抑鬱症並存。

一項系統性綜述提供強有力的證據表明：

益生菌治療可透過增加5-羥色胺的可用性和/或降低炎症標誌物水平來改善重度抑鬱症相關症狀。益生菌作為一種新的抑鬱症治療方法的潛力可能會對那些尋求抗抑鬱治療的人產生重大影響，減少與典型抗抑鬱治療相關的羞恥感、潛伏期和副作用。

儘管已經有大量的臨床前資料，但是益生菌對心理健康的臨床影響還沒有在抑鬱症患者群體中進行比較全面的研究。益生菌對緩解抑鬱症狀的療效以及理想的治療時間、劑量和益生菌菌種等還有待進一步研究。

總結

腸道菌群與重度抑鬱症密切相關，這源於大腦和腸道之間的雙向相互作用。腸道菌群多樣性和組成的改變可能是重度抑鬱症發生的危險因素之一，進而可能在症狀的嚴重程度中發揮作用。研究表明，特定的細菌物種與抑鬱行為有關，因此，與抑鬱症相關的腸道菌群組成的研究具有很大的臨床潛力。益生菌和益生元具有治療抑鬱症的極大潛力，但是還需要更全面的研究。

不久前，很多聲稱抑鬱症等精神疾病是由腸道菌群失衡引起的以及那些透過腸道來治療這些疾病的科學家和健康專業人士往往人們認為是騙子。許多主流醫生和精神科醫生仍然堅持老一套，拒絕接受腸道健康與心理健康相關的觀點；然而現在，越來越多的關於腸腦軸的研究已經開始讓一些健康專業人士和科學家們重新思考他們的信念和做法。越來越多的人意識到，抑鬱症的藥物治療並不能解決疾病的根本原因，而僅僅是掩蓋了疾病的症狀。腸道與大腦密切相關的新發現應該可以引發心理學和醫學的正規化轉變。

既然我們已經瞭解了我們和我們的腸道微生物之間的奇妙的合作關係，我們就可以更好地控制它們。改善情緒和認知的力量其實就掌握在我們的手中。我們可以透過改善我們的腸道和腸道菌群來最佳化我們的思維和情緒。任何不考慮腸道的治療抑鬱症的方案最終都將是徒勞。

參考資料：https://psychscenehub.com/psychinsights/gut-microbiome-and-depression-pathophysiology-role-of-pre-and-probiotics-2/