奇妙：合適的腸道微生物可以刺激記憶神經(jīng)的產(chǎn)生

JaneyDOU 2019-11-25

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新加坡科學(xué)家做了這樣一個實驗，把年輕小鼠和老年小鼠(24個月大)的腸道微生物分別移植到幼齡的無菌小鼠(6周齡)中。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，老年小鼠的腸道微生物更加強大。在體重增加和骨骼生長方面，兩組幼鼠的表現(xiàn)是一樣的。然而，在腸道生長和大腦海馬體神經(jīng)元生長的方面，接受老年小鼠菌群的幼鼠表現(xiàn)出人意表地更好一些。海馬體神經(jīng)元是負責(zé)記憶的腦細胞。這項新研究的細節(jié)于11月13日刊登在《SCIENCE– Translational Medicine》雜志上。題為“老年小鼠腸道微生物移植無菌幼鼠的神經(jīng)發(fā)生及延長壽命信號的研究.”

https://stm./content/11/518/eaau4760

新加坡的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象和人們的直覺正好相反，所以也格外引人關(guān)注。畢竟，我們會覺得年輕的機體里面所有的東西都更加有活力。

過去的很多研究確實也顯示，把年輕的小鼠的菌群移植到年老的小鼠體內(nèi)有好的效果。就在今年6月的《NATURE》上，有一篇有趣的文章，描述了通過移植年輕小鼠的菌群給老年小鼠，提高老年小鼠免疫力的研究。不僅如此，文章還發(fā)現(xiàn)，年輕小鼠和老年小鼠一起生活可以幫助老年小鼠提高免疫力。生活在一起的小鼠有類似的腸道菌群。

https://www./articles/s41467-019-10430-7

到底什么菌群或化合物造成這種現(xiàn)象的發(fā)生？機理是什么？能不能把這個發(fā)現(xiàn)變成理論，能不能開發(fā)出有價值的產(chǎn)品？

南洋理工大學(xué)(NTU)的研究小組表明，神經(jīng)產(chǎn)生活動的增加是由于腸道微生物的富集，產(chǎn)生了一種特殊的短鏈脂肪酸，稱為丁酸鹽(Butyate)?？茖W(xué)家們認為丁酸鹽能幫助老年小鼠對抗一些老化的衰弱效應(yīng)，幫助延緩衰老。這篇文章的作者寫道：“在這些年輕的移植小鼠體內(nèi)，較高濃度的腸道微生物衍生丁酸鹽與多向性和長壽激素成纖維細胞生長因子21(FGF21)的增加有關(guān)。”“FGF21的增加與AMPK和SIRT-1的激活增加和mTOR信號減少有關(guān)?！倍∷猁}是通過下腸道膳食纖維的微生物發(fā)酵而產(chǎn)生的，它促進了FGF21的產(chǎn)生，F(xiàn)GF21是一種長壽激素，在調(diào)節(jié)機體能量和代謝方面起著重要的作用。

如果給無菌幼鼠提供外部的丁酸鹽，也能觀察到類似的延長壽命的表型。將丁酸鹽單獨給予無菌幼鼠具有相同的成體神經(jīng)發(fā)生和腸道生長效應(yīng)。在評論神經(jīng)發(fā)生效應(yīng)時，領(lǐng)導(dǎo)這個研究的Sven Pettersson教授指出：“我們發(fā)現(xiàn)從一只老年老鼠身上收集的微生物有能力支持一只較年輕的老鼠的神經(jīng)生長。這是一個令人驚訝和非常有趣的觀察，特別是因為我們可以模仿神經(jīng)刺激作用僅使用丁酸鹽“。這些結(jié)果將引導(dǎo)人們探索丁酸鹽是否能影響中風(fēng)和脊髓損傷的修復(fù)和重建，或者減緩衰老和認知能力下降。

關(guān)于丁酸鹽

丁酸鹽一種短鏈脂肪酸，具有抗氧化作用，有助于保持腸道健康。它能促進腸絨毛的生長，并促進粘液的產(chǎn)生。它是腸道細胞的主要燃料，提供高達90%的能量需求。換句話說，丁酸能幫助這些細胞正確地完成它們的功能，從而保持腸壁的完整性。有幾項研究表明，包括潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩病在內(nèi)的炎癥性腸病患者的丁酸代謝受損與粘膜損傷和炎癥有關(guān)。

已經(jīng)證明，它可以幫助結(jié)腸(大腸)吸收電解質(zhì)，這些電解質(zhì)對許多生理過程是必不可少的，并可能有助于預(yù)防某些類型的腹瀉。丁酸鹽還調(diào)節(jié)結(jié)腸運動，腸的自然運動，通過它移動食物，并增加血液在結(jié)腸內(nèi)流動。

丁酸鹽具有“HDAC抑制劑”的作用，即通過抑制特異性免疫細胞的活性發(fā)揮抗癌和抗炎作用。這些功能有助于預(yù)防結(jié)直腸癌和炎癥。此外，通過減少腸道的炎癥能力，它創(chuàng)造了一種環(huán)境，使微生物群能夠在不刺激急性免疫反應(yīng)的情況下存在于人類體內(nèi)。

丁酸鹽是由微生物群中的細菌產(chǎn)生的一種代謝物。研究表明，通過增加飲食中特定益生菌的數(shù)量，可以滋養(yǎng)和優(yōu)化產(chǎn)生這種物質(zhì)的共生細菌的比例。通過食物加強微生物群是促進消化健康和丁酸生產(chǎn)的有效和安全的方法。

總結(jié)：

丁酸是微生物體產(chǎn)生的一種短鏈脂肪酸。
來自未消化膳食纖維的細菌發(fā)酵。
有助于預(yù)防腸道炎癥。
有助于預(yù)防結(jié)直腸癌。
支持絨毛生長和粘蛋白的產(chǎn)生。
高蛋白、高脂肪、低碳水化合物飲食對其產(chǎn)生負面影響。
主要由微生物產(chǎn)生。
腸壁細胞的重要燃料來源。

新加坡科學(xué)家發(fā)現(xiàn)腸道生長加快的效應(yīng)也是非常有趣的。這種效應(yīng)可以對抗與年齡相關(guān)的小腸細胞存活率下降。小腸細胞的存活率下降與粘液減少有關(guān)，使腸道細胞更容易受到損害和死亡。研究人員認為，丁酸鹽的加入可以改善腸道屏障功能，降低炎癥風(fēng)險。研究小組發(fā)現(xiàn)，接受老年供體微生物的小鼠，小腸腸絨毛的長度和寬度都增加了。此外，老年小鼠的小腸和結(jié)腸均較年輕無菌小鼠更長一些。

這一發(fā)現(xiàn)表明，腸道微生物可以通過積極的刺激來補償和支持衰老的身體。這表明了一種新的潛在方法，通過模擬丁酸的富集和活化來解決老化的負面影響?？梢栽O(shè)想科學(xué)家在未來將研究含丁酸鹽的健康食品延緩衰老和成人神經(jīng)再生的能力。