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科學(xué)家首次發(fā)現嬰兒的認知發(fā)展水平與特定種類(lèi)的腸道微生物顯著(zhù)相關(guān)

2018-05-10 來(lái)源:奇點(diǎn)網(wǎng)  標簽: 掌上醫生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:腸道微生物與大腦之間的聯(lián)系已經(jīng)毋庸置疑了,科學(xué)家們也總結出了數條腸腦交流的途徑,或是通過(guò)迷走神經(jīng),或是通過(guò)血液循環(huán),或是通過(guò)免疫系統??傊?,條條大路通羅馬!

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最近,由北卡羅來(lái)納大學(xué)教堂山分校開(kāi)展的一項研究表明,嬰兒1歲時(shí)便便中的微生物,還與2歲時(shí)的認知有關(guān)呢!具有某一特定細菌群落的嬰兒,在2歲時(shí)的認知測試中會(huì )表現得更好!相關(guān)的研究結果刊登在精神病學(xué)頂級期刊,《生物精神病學(xué)》雜志上[1]。
 
該研究的通訊作者,RebeccaKnickmeyer,興奮地說(shuō)道“這是第一次發(fā)現腸道微生物群落與人類(lèi)認知發(fā)展之間具有聯(lián)系!”[2]
 
腸道微生物與大腦之間的聯(lián)系已經(jīng)毋庸置疑了,科學(xué)家們也總結出了數條腸腦交流的途徑,或是通過(guò)迷走神經(jīng),或是通過(guò)血液循環(huán),或是通過(guò)免疫系統[3]??傊?,條條大路通羅馬!
 
然而,腸腦交流的聯(lián)系是何時(shí)建立起來(lái)的?目前,還沒(méi)有那項研究能回答這個(gè)問(wèn)題。
 
科學(xué)家們已經(jīng)知道,人類(lèi)出生的第一年,是腸道微生物定植的關(guān)鍵時(shí)期。嬰兒從母親產(chǎn)道或經(jīng)剖宮產(chǎn)后,堿性厭氧的腸桿菌就成功定植在嬰兒的腸道中,成為嬰兒腸道中的主導菌群。
 
之后,伴隨母乳喂養或配方奶喂養、以及添加輔食等,嬰兒的腸道菌群種類(lèi)變得越來(lái)越豐富,占主導地位的菌群也會(huì )發(fā)生動(dòng)態(tài)變化。到2歲時(shí),嬰兒的腸道微生物群落逐漸趨向于成人的腸道微生物群落,變得更加多樣化、更適應環(huán)境的變化[4]。
 
與此同時(shí),1到2歲也是兒童腦部發(fā)育最具活力和最關(guān)鍵的時(shí)期。這一時(shí)期,嬰兒的腦部體積迅速增加,到2歲時(shí),大腦的體積可達到成人腦體積的80%-90%![5]
 
其中,與認知有關(guān)的大腦灰質(zhì)增加量可達149%,與運動(dòng)相關(guān)的小腦增加量更是高達240%。腦部的這些變化為嬰兒的認知和運動(dòng)提供了結構基礎。不過(guò),這一時(shí)期,腦部發(fā)育如果出現異常,也會(huì )導致兒童出現自閉癥、精神分裂癥等精神疾病[6]。
 
那么,嬰兒的腸道微生物與嬰兒的認知發(fā)展之間,是不是也存在某些聯(lián)系呢?為了驗證這個(gè)想法,Knickmeyer副教授就帶領(lǐng)團隊開(kāi)展了相關(guān)的研究。
 
他們跟蹤調查了89名健康嬰兒,采集了他們在1歲時(shí)的糞便樣本;利用結構核磁共振成像(sMRI)評估了這些嬰兒在1歲及2歲時(shí)的大腦結構;還利用馬倫早期學(xué)習量表(MullenScalesofEarlyLearning),從大動(dòng)作、精細動(dòng)作、視覺(jué)感知、語(yǔ)言表達和語(yǔ)言接受能力等共5個(gè)方面,評估了這些嬰兒在1歲及2歲時(shí)的認知能力。
 
首先,研究人員對這些嬰兒的糞便樣本進(jìn)行了測序分析。就像每個(gè)人都有一種血型一樣,根據腸道微生物之間的差異,這些嬰兒可分成三組:C1組有相對較多的普氏菌(Faecalibacterium),C2組有相對較多的擬桿菌(Bacteroides),C3組有相對較多的瘤胃球菌(Ruminococcaceae)。這3組中,C1組的微生物種類(lèi)最多,C3組次之,C2組最少。
 
之后,研究人員對嬰兒腦部的sMRI圖像進(jìn)行了分析。他們發(fā)現嬰兒在1歲時(shí),與視覺(jué)感知有關(guān)的腦部區域體積,在3個(gè)組別中是有差別的,其中C2組嬰兒的最大;2歲時(shí)與運動(dòng)有關(guān)的腦部區域體積也有差別,C2組嬰兒的最小。其他腦區并無(wú)差別。
 
接下來(lái),研究人員又對這3組嬰兒的認知測試結果進(jìn)行了分析。他們發(fā)現1歲時(shí)的嬰兒認知與腸道微生物群落之間并沒(méi)有相關(guān)性。這可能跟此時(shí)嬰兒認知發(fā)育的速度有關(guān),也可能是由于此時(shí)的測試高度依賴(lài)嬰兒父母,導致出現了偏差。
 
但2歲時(shí)的嬰兒認知卻表現出很大的不同:C2組的嬰兒,認知得分最高(92分);C1組的嬰兒,認知得分最低(72分)。當然,這些嬰兒的認知測試結果均在正常范圍之內。
 
這讓研究人員很吃驚!因為C2組的微生物的種類(lèi)更少,理論上推測,認知能力應該更低才對。畢竟,之前的研究表明,嬰兒期的腸道微生物種類(lèi)較少與不良的健康狀況(如1型糖尿病和哮喘)有關(guān)[7,8]。
 
為什么會(huì )出現這樣的結果呢?研究人員又采用宏基因組學(xué)的方法,對這3組的微生物的代謝功能進(jìn)行了預測分析。
 
原來(lái),C2組腸道微生物中,與葉酸、生物素代謝有關(guān)的基因增加了,而與細菌致病性(如細菌的趨化性、細菌的運動(dòng))相關(guān)的基因減少了。這就解釋了為何C2組嬰兒的認知能力會(huì )更高了,因為葉酸是神經(jīng)發(fā)育中重要的代謝物[9],而腸道微生物的致病性降低對神經(jīng)系統的發(fā)育也是有好處的。
 
如此看來(lái),認知能力的“最佳”腸道微生物組合可能與其他健康狀況的“最佳”腸道微生物組合不同。
 
然而,“腸道菌群是否真的與發(fā)育中的大腦進(jìn)行溝通嗎?”Knickmeyer副教授也提出了疑問(wèn)。她表示“這是我們現在正在開(kāi)展的工作,我們正在尋找可能涉及到的信號通路。”[2]
 
雖然,當前的這些發(fā)現只是初步的,但研究人員認為早期干預腸道微生物群落的發(fā)展,可能是優(yōu)化兒童認知發(fā)展或減少自閉癥風(fēng)險的關(guān)鍵。
 
需要指出的是,這項研究只是找到了腸道微生物與兒童認知發(fā)展的相關(guān)性,并不意味著(zhù)因果關(guān)系。另外,對嬰兒糞便樣本的采集,僅限于1歲時(shí)的1次取樣。研究人員表示,采用多重測量的縱向研究將彌補這個(gè)不足,并有助于描繪腸道微生物群落變化與嬰兒認知發(fā)展之間的動(dòng)態(tài)聯(lián)系。
 
我們也期待,他們開(kāi)展的后續研究,能夠發(fā)現腸道微生物對人類(lèi)大腦的具體影響,找出最優(yōu)的腸道微生物組合,破解人類(lèi)健康之謎!
 
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