摘要:“万病之源起于肠。”肠道菌群不仅参与消化、营养吸收和代谢过程,随着微生物研究的深入,肠道菌群对免疫系统、神经系统以及整体健康的影响也逐渐被揭示。肠道菌群与多个器官之间存在复杂的相互作用,这种关系通常被称为“肠-器官轴”。这些轴通过神经、免疫和内分泌通路实现双向
“万病之源起于肠。”肠道菌群不仅参与消化、营养吸收和代谢过程,随着微生物研究的深入,肠道菌群对免疫系统、神经系统以及整体健康的影响也逐渐被揭示。肠道菌群与多个器官之间存在复杂的相互作用,这种关系通常被称为“肠-器官轴”。这些轴通过神经、免疫和内分泌通路实现双向或多向交流,影响宿主的健康和疾病状态。这位健康指挥官,是怎样运筹帷幄之中,决胜千里之外的呢?肠道内的千军万马是怎样影响肝脏甚至是大脑的呢?今天我们用六张图来了解一下肠-肝-脑轴。
01 肠-肝-脑轴里程碑事件的时间轴
公元300-400年
东晋时期著名医药学家葛洪在自己所著的《肘后备急方》中提到:“绞粪汁,饮数合至一二升,谓之黄龙汤,陈久者佳”,首次使用粪液治疗食物中毒和严重腹泻。
1899年
法国的亨利·蒂西尔(Henry Tissier)从健康母乳喂养婴儿的粪便中分离出第一株双歧杆菌。
1900年
德国细菌学家保罗·埃利希(Paul Ehrlich)发现了血脑屏障。
1907年
Metchnikoff提出了著名的“ May假说”,指出肠道菌群及其与宿主的相互作用对健康至关重要。
1921年
肠神经系统(ENS)的概念首次被提出,重点关注肠-脑相互作用的神经解剖、功能和病理生理学。维兰德(Wieland)发现了胆汁酸及其化学结构,并于6年后获得诺贝尔化学奖。
1929年
乔治·伯尔(George Burr)夫妇发现游离脂肪酸(FFAs)对健康至关重要。
1950年
在哺乳动物的大脑中发现了γ -氨基丁酸(GABA)。
1995年
“益生元之父” Glenn R. Gibson提出益生元的概念,Forman等首次发现法尼醇X受体(FXR)。
1998年
Marshall提出了“肠-肝轴”的概念。同时,Rorberfroid将益生菌和益生元混合产品称为合生元。
2003年
特异性胆汁酸G蛋白偶联受体5 (TGR5)被首次发现。
2008年
WANG首次揭示了肠-脑-肝轴对人类健康的影响。
2012年
首个肠-脑轴相关药物利那洛肽被FDA批准用于治疗肠易激综合征(IBS)。
2016年
首个肠-肝轴相关药物奥贝胆酸被FDA批准用于治疗原发性胆汁性肝硬化。
2022年
与肠-脑轴相关的药物振动胶囊被FDA批准用于治疗功能性便秘。
02 肠-肝轴涉及的各种疾病
包括慢性乙型肝炎(HBV)、慢性丙型肝炎(HCV)、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、酒精性肝病( ALD), 其他诱发性肝病和肝细胞癌(HCC)。
03 肠肝轴机制
(1)肠道菌群失调增加了病原体的数量及其释放;
(2)代谢产物如脂多糖(LPS),并破坏紧密连接(TJs)和肠道通透性;
(3)肠道菌群失调改变了短链脂肪酸(SCFAs)和禁食诱导脂肪细胞因子(FIAF)的产生;
(4)肠道菌群失调增加肠道胆碱和乙醇的产生;
(5)肠道菌群失调影响胆汁酸(BAs)代谢。这些因素一起导致肝脏脂肪变性、炎症,最终导致HCC。
04 肠脑轴涉及的疾病
涉及肠-脑轴疾病包括精神障碍、神经退行性疾病、焦虑、压力、疼痛、IBS、卒中、药物成瘾和肥胖等。
05 肠脑轴机制
肠道菌群可合成SCFAs和GABA等神经递质,它们可直接通过迷走神经刺激或间接通过免疫-神经内分泌机制对宿主中枢调节发挥作用,影响宿主代谢和食欲等。肠道内分泌细胞被这些微生物来源的代谢产物激活,产生5-羟色胺(5-HT)、胰高血糖素样肽-1(GLP-1)、PYY和胆囊收缩素(CCK)等肠道激素。这些肠道激素通过迷走神经从肠道释放到脑孤束核,并直接分泌到循环系统。
来自孤束核的信息分布到下丘脑的弓状核(ARC),在那里调节食欲和能量平衡。ARC包含神经肽Y、刺鼠相关蛋白神经元、厌食肽、CART(可卡因和安非他明调节转录物)和POMC(促黑素元神经元)。此外,肠道微生物还利用胆汁酸及其结合物激活FXR和TGR5,增加肠内分泌细胞的GLP-1分泌。肠道菌群通过释放LPS与炎症相关,LPS激活免疫细胞,如B细胞和树突状细胞,并促进细胞因子的产生。
06 肠-肝-脑轴机制与肝性脑病
肝性脑病(HE)是由肝功能障碍引起的并发症,表现为神经和精神异等。肠肝轴和肠脑轴的生理功能之间的密切联系,在一定程度上都是由肠道微生物组介导的,脑肠肝轴(GLBA)是连接肠道、大脑和肝脏的轴,涵盖了“脑肠轴”和“肝肠轴”的概念,象征着这三者之间的三向交互通路。在过去的二十年中,学界越来越认识到GLBA在多种大脑疾病和肝脏疾病中的相互作用,肠道、肝脏和大脑之间的串扰正在被越来越多的人认识和逐步描述。
总之,肠-肝-脑轴是一个复杂的生理系统,通过多种途径连接胃肠道、肝脏和中枢神经系统。这一轴系在多种疾病的发生和发展中起着关键作用,并为疾病的治疗提供了新的思路和方法。目前有一些治疗方法可以调节肠-肝-脑轴,包括益生菌、益生元、合生元、肠道菌群移植(FMT)等。
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来源:元奥生物