新加坡——全球心理健康障碍正在上升,焦虑症影响着数百万人。虽然有许多处方药物可供患者选择,但一项新研究表明,在对抗焦虑的过程中,一个意想不到的盟友可能生活在我们的消化系统中。
来自杜克-新加坡国立大学医学院和新加坡国立神经科学研究所的科学家们发现,肠道中的细菌会产生特定的化合物,这些化合物可以影响与焦虑相关的行为。他们的研究发表在《EMBO分子医学》杂志上,揭示了这些微小生物如何帮助调节我们的情绪反应。
“我们的发现揭示了微生物与心理健康之间具体的、复杂的神经过程,”杜克-新加坡国立大学神经科学和行为障碍项目的副教授Shawn Je解释说。“没有活微生物的个体表现出更高的焦虑行为水平,比那些有活细菌的个体更高。本质上,缺乏这些微生物会扰乱他们的大脑功能,尤其是在控制恐惧和焦虑的区域。”
在他们的研究中,科学家们使用了两组老鼠。一组是在正常条件下饲养的,包含所有通常存在于它们体内和体表的细菌。另一组则从出生起就在完全无菌的条件下饲养,这意味着它们没有任何细菌。这些被称为“无菌”老鼠。
为了测试焦虑水平,研究人员进行了几种精心设计的行为测试。在一个称为开放场地测试的实验中,他们将老鼠放在一个既有开放区域又有封闭空间的大盒子中。当老鼠感到焦虑时,它们自然倾向于靠近墙壁和封闭空间。无菌老鼠在封闭区域停留的时间显著更长,并且进入开放区域的次数比正常老鼠少。
他们还使用了另一种称为高架零迷宫的测试,这是一个圆形的高架平台,部分开放,部分有墙。同样,无菌老鼠表现出更多的焦虑行为,花在开放区域的时间更少。
但研究人员不仅观察了行为,还想了解大脑中发生的变化导致了这些差异。利用专门的技术,他们观察了一个名为基底外侧杏仁核的大脑区域的活动,该区域负责处理恐惧和焦虑等情绪。他们发现,这个区域的脑细胞在无菌老鼠中更为活跃。
进一步的研究表明,这种增加的脑活动与特定蛋白质SK2通道的问题有关。这些通道通常像脑细胞的刹车系统一样工作,防止它们过于活跃。在没有肠道细菌的老鼠中,这些通道不能正常工作,导致脑细胞过度活跃。
为了验证他们的发现,研究人员尝试了两种不同的治疗方法。首先,他们给一些无菌老鼠引入正常的肠道细菌。其次,他们在其他无菌老鼠的饮用水中添加了一种由肠道细菌产生的化合物——吲哚,持续六周。这两种治疗方法都帮助恢复正常脑细胞活动并减少了焦虑行为。
结果令人兴奋:接受任何一种治疗的老鼠开始更多地探索开放区域,并整体表现出显著减少的焦虑行为。他们的脑活动模式也变得更接近正常老鼠。
这些发现特别有趣,因为它们提供了一个清晰的联系,连接了肠道细菌和大脑功能。更重要的是,它们表明像吲哚这样的细菌产物可能提供新的方法来减少焦虑,而无需使用传统的抗焦虑药物。
“我们的发现强调了微生物、营养和大脑功能之间的深刻进化联系,”杜克-新加坡国立大学研究高级副院长Patrick Tan教授说。“这对患有压力相关疾病(如睡眠障碍)或无法耐受标准精神科药物的人具有巨大潜力。这提醒我们,心理健康不仅在于大脑,也在于肠道。”
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