早在地球還是一片混沌之時，微小的細菌就已成為了這個星球最早的原住民。這些“骨灰級”的時間旅者，歷經(jīng)無數(shù)世代的繁衍，如今在我們體內(nèi)建立起了一個巨大的“微觀王國”——腸道菌群。長久以來，我們視它們?yōu)橄赖呐浣牵幚硎澄餁堅拇蚬と恕?/p>
但，最近日本研究團隊的最新發(fā)現(xiàn)徹底改寫了這個劇本：這些古老生命能通過人為“改善”，從而給腦部傳遞關鍵的神經(jīng)“鎮(zhèn)靜劑”——GABA（γ-氨基丁酸），影響我們的大腦健康和功能，改善我們的認知衰老！
或許，保持大腦年輕的鑰匙，就藏在這一直被忽視的微小世界中？
兩位重要角色
先來認識下大腦中的兩位重要角色：γ-氨基丁酸（GABA）、同型肌肽 (Homocarnosine)。
先說前者，GABA是大腦中主要的“剎車”系統(tǒng)，負責抑制神經(jīng)興奮，緩解我們的焦慮情緒，讓我們保持冷靜、專注。
而同型肌肽則是由GABA和組氨酸通過肽鍵連接形成的一種大腦特異性GABA相關肽，在海馬體（記憶中樞）等區(qū)域有著較高含量。它在維持突觸功能、保持神經(jīng)遞質(zhì)穩(wěn)定及保護神經(jīng)中有著重要的作用[2]。
圖注：同型肌肽結(jié)構(gòu)式
但這卻有個殘酷的現(xiàn)實：隨著年齡的增長，我們大腦的額葉和后部GABA濃度會逐漸降低[3]。而GABA水平不足，會引發(fā)神經(jīng)元過度興奮，導致神經(jīng)系統(tǒng)不穩(wěn)定。身體開始出現(xiàn)焦慮、抑郁甚至癲癇等多種癥狀，嚴重的甚至會引發(fā)阿爾茲海默癥[4]，加速認知衰老。
圖注：左圖表示隨著年齡上升，大腦GABA含量逐漸下降。右圖則是前額葉GABA水平與認知功能（MoCA）之間的關系
怎么補？
老了GABA水平不足……那來補點GABA？
目前學術界認為大腦GABA主要由神經(jīng)元依賴谷氨酸脫羧酶（GAD）途徑自主合成[5]，一旦這條路子受損，大腦可能會面臨無GABA可用的局面。外源補充呢？很可惜，因為血腦屏障的緣故，口服GABA的生物利用度（進入血液的比例）也僅有9.8%（動物實驗） [6]。
圖注：谷氨酸脫羧酶（GAD）催化L-谷氨酸（l-Glu）轉(zhuǎn)化為γ-氨基丁酸（GABA）的反應過程
正當科學家們對這高墻束手無策，感嘆大腦的油鹽不進開始發(fā)愁時，突然靈光一閃，一個新的想法由此誕生：既然補不進大腦，不如讓腸道菌群搞個“反向傳輸”，通過腸腦軸，給菌喂點GABA，把GABA通過間接途徑送到大腦去？
并沒有采取簡單粗暴，直接投喂GABA的策略，科學家們給菌群挑選了兩種特供食物：低聚果糖（FOS，細菌的優(yōu)質(zhì)口糧）以及曲霉來源的酶 (蛋白酶AP和脂肪酶AL，幫助分解腸道里未消化的食物，給細菌提供更多養(yǎng)料)。目的是通過益生元調(diào)節(jié)腸道菌群，促進“內(nèi)源性”GABA的產(chǎn)生。
結(jié)果出爐！經(jīng)過兩種食物投喂后，鼠鼠盲腸里的GABA濃度均出現(xiàn)升高（尤其是AL組），各個腦區(qū)的結(jié)果更是顯示，F(xiàn)OS 和酶的補充增加了大腦皮層和海馬體中的GABA濃度，同時提高了海馬體（記憶中樞）中的同型肌肽水平。
圖注：FOS 指的是低聚果糖、AL 指的是曲霉來源脂肪酶、AP 指的是曲霉來源蛋白酶
看來這條路子真的有效……加點腸道菌群特供糧，居然真的能讓遠在天邊的大腦中GABA和同型肌肽水平跟著漲？這中間到底發(fā)生了什么？
菌群養(yǎng)成計劃！
顯然真正的幕后推手另有其人?？茖W家們把目光聚焦到了腸道里那群數(shù)量龐大的微生物上。畢竟改變了它們的伙食，它們的生活狀態(tài)乃至種群結(jié)構(gòu)能沒點變化嗎？
分析了小鼠腸道微生物群落的β-多樣性（不同樣本之間的菌群構(gòu)成有什么區(qū)別）后，結(jié)果一目了然——經(jīng)過FOS、AL、AP投喂的小鼠，其腸道菌群結(jié)構(gòu)均發(fā)生變化，表現(xiàn)出與對照組不同的群落構(gòu)成。
圖注：未加權(quán)側(cè)重于不同樣本間微生物物種類型的差異，而加權(quán)表示在物種類型差異的基礎上，還考慮了這些物種在樣本中的相對豐度差異
除了組間差異，F(xiàn)OS組在菌群內(nèi)部的α-多樣性（衡量一個樣本里物種的豐富度和均勻度）也出現(xiàn)變化。結(jié)果表明，FOS 的攝入可以選擇性地促進某些特定菌的生長，同時抑制了其他菌群的繁殖，F(xiàn)OS 組的腸道菌群內(nèi)部豐富程度出現(xiàn)降低。
圖注：或許FOS 對腸道菌群的組成具有更強的選擇性塑造作用
而且在補充了低聚果糖（FOS）的小鼠腸道中，有幾類細菌成為了顯著的受益者：Parabacteroides（擬桿菌屬，參與能量供應和腸道環(huán)境調(diào)節(jié)[7]）、Akkermansia（艾克曼菌屬，維持腸道健康）、Muribaculum菌（參與碳水化合物代謝[8]） ，它們的豐度均出現(xiàn)增加。
圖注：相比對照，F(xiàn)OS組中這幾個菌屬對應的箱體（代表了大部分數(shù)據(jù)的分布范圍）和中位線都明顯抬高
這些細菌數(shù)量的增加，似乎與我們最終關心的結(jié)果——GABA和同型肌肽水平的升高緊密相關。熱圖表明，Parabacteroides, Akkermansia, 和 Muribaculum 這些菌屬的豐度與這些神經(jīng)化學物質(zhì)的水平之間對應的位置大多呈紅色，表明它們有明顯的正相關關系。
圖注：上側(cè)為不同位置的GABA以及同型肌肽水平，左側(cè)為不同菌落
換句話說，這些細菌越多，腸道和大腦中的GABA及同型肌肽水平大概率也越高。
與此同時，科學家們也發(fā)現(xiàn)了一些被顯著抑制的三個菌屬—Blautia（布勞特氏菌屬，生成短鏈脂肪酸，調(diào)節(jié)免疫[9]）、Colidextribacter （厚壁菌門，肥胖標志物[10]）和 Acetatifactor（厚壁菌門，與肥胖、代謝紊亂相關[11]） 。
圖注：這三個菌屬在所有三個干預組（FOS, AL, AP）中的箱體和中位線都顯著低于對照組
在熱圖中，Blautia, Colidextribacter, 和 Acetatifactor 這些菌屬所在的行，與GABA及同型肌肽指標交叉的位置，則大多呈藍色。這表示它們的豐度與這些指標的水平之間存在顯著的負相關關系。這些細菌越少，GABA和同型肌肽的水平反而越高。
圖注：上側(cè)為不同位置的GABA以及同型肌肽水平，左側(cè)為不同菌落
最后總結(jié)，低聚果糖與特定的酶，能通過增加與GABA生成正相關的菌群，減少與其負相關的菌群，來精確調(diào)控腸道菌群的組成，從而實現(xiàn)對大腦神經(jīng)化學物質(zhì)水平的調(diào)控……所以補點FOS和AL、AP，對于我們提升認知，似乎也說得通？
能和菌群吃一樣的東西嘛？
但還有個問題，我們?nèi)粘Ｉ钪挟斎徊荒芨c道菌群一樣，直接吃低聚果糖以及酶，那有什么食物來源嗎？有個好消息是，低聚果糖 (FOS)存在于我們身邊的很多食物中，比如常見的洋蔥、大蒜、香蕉（尤其是稍生一點的）、黑麥等等[12]。
圖注：常見食品中低聚果糖（FOS）的含量（%為鮮重百分比）
至于聽起來有點學術的曲霉酶，它們其實是發(fā)酵食品中的?？?，在制作醬油、豆豉、味增等過程中都有它們不可或缺的功勞。我們可以選擇一些經(jīng)過可靠發(fā)酵工藝生產(chǎn)的食品，來改善腸道環(huán)境，不過相比天然植物來源的FOS……這個還是慎選。
而其中最值得一提的是，低聚果糖（FOS）顯著增加了AKK這個明星益生菌的數(shù)量。更重要的是，AKK的豐度與大腦GABA和同型肌肽水平的提升呈正相關。
而AKK在近年來也備受關注，它被認為在維持腸道屏障、調(diào)節(jié)代謝和免疫方面扮演重要角色。這項研究進一步暗示了它在“腸腦軸”通訊中也可能是一位關鍵參與者！
時光派點評
所以，“腸腦相通”絕非空談！與其死磕怎么把GABA直接送到大腦，不如花點心思，好好培養(yǎng)你腸道里的小小生態(tài)圈，才是真正的抗衰妙招。
也許你家廚房里的大蒜、香蕉，可能比補劑更對這群微生物的胃口，畢竟，誰能拒絕一個用食物“收買”腸道菌群，從而給大腦抗衰的劇本呢？
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