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摘要：在人体中大约95%的共生微生物位于肠道中，这种微生物群参与人体重要的自我平衡过程。不仅与胃肠功能有关，而且与一些复杂的病理生理调节过程有关。如葡萄糖和骨代谢，炎症和免疫反应，外周（肠道）和中枢神经之间传递。因此，最近的研究提出了肠道微生物群的异常可能在全身和中枢神经系统（CNS）疾病中发挥着作用。因此，肠道微生物群的完整性与糖尿病，炎症和自身免疫性疾病等一些疾病的病理生理有关，甚至与神经精神疾病，如抑郁症，自闭症谱系障碍，帕金森氏症和阿尔茨海默病等有关。肠道微生物群通过微生物群-肠-脑轴影响大脑的功能和行为。肠道微生物群影响神经递质（如5-羟色胺和GABA）的产生和吸收，增加他们对CNS的生物利用度。进一步研究显示肠道微生物群的一些成分－主要是细菌合成和释放淀粉样蛋白肽和脂多糖，继而激活炎症信号并释放炎症因子，对阿尔茨海默病的病理生理过程具有潜在影响。
关键词：肠道微生物群；脑-肠轴；痴呆；阿尔茨海默病
本文引用格式：许奔奔,徐梦,孟新玲.肠道微生物与认知、行为及阿尔茨海默病之间的相关性[J].世界最新医学信息文摘,2019,19(80):146-147.
0引言
微生物群在人体健康和疾病中起到重要的调节功能，人体拥有数万亿的微观生物，它们定植于皮肤表面，呼吸道，泌尿生殖器官，最重要的是胃肠道。研究显示人体微生物群大约95%的共生微生物定植于肠道中，在营养物质吸收方面有着重要作用[1-3]。肠道微生物某些成分的生理改变已被证实与人类几种疾病的发展有关，如炎症性肠病，2型糖尿病，代谢综合征，肥胖，过敏，结肠直肠癌和阿尔茨海默病[4-6]。最近研究显示，人类微生物群的组成对代谢综合征具有重要意义，其中富含多酚和多糖的饮食可以调节和刺激肠道微生物群及其对2型糖尿病的影响[7]。
1肠道微生物群，脑功能和行为
肠道微生物群与中枢神经系统相互作用的系统称为微生物-肠-脑轴[8]，一个肠道和CNS之间复杂的双向通信网络[9]。肠道微生物群对大脑的影响通过迷走神经的激活，信号分子的分泌和免疫系统的调节来传导[10]。健康微生物组的代谢产物是CNS小胶质细胞正常所必需的[11]，表明微生物群的变化可能会扰乱炎症物质的平衡，因此间接影响神经退行性疾病的发病机制。Erny等人（2015）表明微生物群对小胶质细胞的成熟和活化非常重要，这种激活在健康和病理状态中很重要。这些结果可能有助于更好地了解小胶质细胞介导的CNS炎症[11]，最近的研究表明，某些肠道微生物群可能特异性地产生神经炎症信号（例如，拟杆菌[11]，拟杆菌，唾液乳杆菌，梭菌纲[12]，长双歧杆菌[13]）并影响大脑功能。啮齿动物和人类（例如婴儿双歧杆菌[14-15]），近年来，几项研究表明，肠道微生物群的组成和功能的变化显着影响神经元功能，从而影响宿主的行为[16]。Gareau等。（2011）比较了无特定病原体和无菌小鼠（即缺乏肠道微生物群）与其野生型相比较，并发现前者具有多种认知缺陷，包括空间和工作记忆受损[17]。益生菌对宿主具有潜在的益处，是指有利于非病原微生物发展的营养因子和食物成分。相反，肠道微生物群的某些成分的抑制以及某些病原体的过度生长导致通常被称为“生态失调”的病症。王等人（2015）用氨苄西林治疗大鼠一个月，发现抗生素诱导的肠道微生物群失调导致血清皮质类固醇水平升高，炎症和认知行为异常（即记忆障碍和焦虑）[18]；在该研究中，通过给予发酵乳杆菌（菌株NS9）重新构成肠道微生物群来恢复生理和心理缺陷。柠檬酸杆菌在动物模型中的过度生长也与认知障碍有关，即减少非空间识别和工作记忆[17]。研究者进一步表明，在感染柠檬酸杆菌前一周进行益生菌治疗，可减少压力引起的认知和行为改变。在大鼠模型中通过腹腔注射给予瑞士乳杆菌（NS8）4周，改善慢性应激引起的认知和行为障碍[19]，同样地，给BALB/c小鼠施用两种双歧杆菌（B.longum和B.breve）菌株11周，促进了认知过程，如学习，记忆和识别能力[20]。在人类进行的神经影像学研究中，摄取发酵的益生菌可改变了静息状态下大脑的内在活动，调节了控制情绪和感觉的某些区域的活动[21]。因此，肠道微生物群对认知行为的影响解释了其在神经退行性疾病发病机制中的潜在作用。益生菌和益生元已被用于研究以恢复微生物平衡，特别是在老年人中对身体健康有整体益处[22]；这些益处对大脑的健康程度仍然是研究的重要问题。
2.1AD是痴呆中最常见的类型，其病理特征是淀粉样蛋白-β的过度产生和/或清除率降低，导致其聚集形成神经炎性斑块[23-25]，AD的另一个关键特征是Tau蛋白过度磷酸化，最终导致细胞骨架的变化导致神经元塌陷和神经原纤维缠结（NFT）的形成[24-25]。肠道微生物群可以将大量的淀粉样蛋白、脂多糖和其他微生物代谢产物释放到周围环境中，这些分子的吸收影响与促炎细胞因子产生相关的信号通路有关，其中一些参与AD的发病机制。此外，细菌淀粉样蛋白的增多可能会导致Aβ脑内积聚的进展[26]。因此，肠道微生物群的组成和活性改变可导致细菌淀粉样蛋白的产生可能影响脑中Aβ的聚集。
2.2动物研究表明，肠道微生物群破坏引起5-HT生物合成增加也可能影响AD的病理过程[27-28]，在一项随机，双盲，对照试验中，Akbari等。（2016）证明AD患者的益生菌消耗与认知功能相关[28]。在这项研究中，干预组每天接受200毫升益生菌奶，共12周，与对照组相比，实验组的受试者在迷你精神状态检查评分中表现更好，并且在炎症状态和胰岛素抵抗的标志物中有所减少[28]。赵等人。（2017）报道了来自阿尔茨海默病患者的死后脑中海马和新皮质中细菌脂多糖的增加[29]。
2.3许多人类研究表明AD的病因学中脑中存在微生物群[30]。这些病原体包括肺炎衣原体[31]，伯氏疏螺旋体和其他螺旋体[32]或单纯疱疹病毒1型。幽门螺杆菌感染也与AD,有关[33]。幽门螺杆菌感染的AD患者具有较低的MMSE评分，以及更严重的认知功能障碍[33]。最近发表的一项研究表明，APP转基因小鼠中螺杆菌和气味杆菌的丰度增加，普氏菌的水平下降[34]，检测到AD患者脑脊液和血清中幽门螺杆菌特异性IgG抗体水平显着升高[35]，然而，该抗体的滴度与AD的严重程度相关[33]，最近进行的一项研究表明，引起炎症的埃希氏菌/志贺菌的丰度增加和直肠中抗炎细菌的减少可能与认知功能障碍和脑淀粉样变性有关[36]。在另一项研究中，比较了AD患者和非AD患者的粪便微生物群组成[37]，AD患者的粪便微生物群特征表现为微生物多样性降低，厚壁菌和双歧杆菌丰度降低以及拟杆菌丰度增加。细菌丰度与AD病理学脑脊液标志物的增加有关[37]。
3结论
来自实验和临床研究的令人信服的证据支持这样的观点，即宿主与其肠道微生物群之间的共生相互作用与平衡微量营养素，营养因子和神经递质的系统可用性相关，以及对认知和行为功能有影响。同样地，肠道微生物群的破坏和不平衡可能在几种精神疾病的病理生理学中起次要作用，导致功能障碍，在阿尔茨海默病中，研究表明，微生物群的紊乱影响淀粉样β蛋白的形成，并通过上调神经炎症过程加剧神经变性。虽然有希望，但可用的结果无疑需要通过其他研究来确认，基于代表性的实验模型和广泛并对照临床试验的确认。这可能是神经科学领域的一个新兴领域，在不久的将来会受到科学家的更多关注。
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