健康的大腦是離不開健康的腸道，腸道細菌在其中發揮著至關重要的作用。腸道細菌不僅參與了腸道與大腦之間的溝通交流，而且在預防和促進生理和心理疾病方面發揮重要作用。常言道「條條大路通羅馬」，腸道細菌也可以通過多種途徑來影響我們的大腦功能和行為。
腸道細菌與神經遞質
腸道細菌影響大腦的一種有效方式是通過神經遞質，其中大量的神經遞質是由腸道細菌產生的。當腸道細菌代謝我們攝入的食物時，它們可能會產生神經遞質作為代謝副產物。
什麼是神經遞質呢？神經遞質是大腦的信使，通過開啟和關閉神經細胞來控制我們的神經系統。從本質上說,，當一個神經細胞想要與另一個神經細胞交流時，前一個神經細胞會釋放神經遞質，並結合到後一個神經細胞的受體上。
到目前為止，已經發現大約50種神經遞質，其中最常見的是5-羥色胺、多巴胺、腎上腺素、去甲腎上腺素、乙醯膽鹼和γ-氨基丁酸等。神經遞質必須適量才能讓我們感覺良好，過多或過少都會導致不同程度的心理健康問題。
在所有由神經遞質控制的事物中，有許多是值得一提的，包括情緒、覺醒、睡眠、性慾、興奮、食慾、注意力、獎賞、動機、記憶和腸道蠕動。換句話說，我們和我們的大腦被一種由各種神經遞質組成的生化「雞尾酒」所控制著。除了它們之間的相互作用以外，神經遞質還與其它細胞、激素和基因在一個複雜的網絡中相互作用，讓我們感覺儘可能的健康。
腸道細菌與大腦交流的「語言」
我們的腸道菌群就如同一個製藥廠，它們晝夜不停地工作，把消化不了的食物殘渣轉化為神經遞質。
我們的快樂分子5-羥色胺有90%是在腸道中產生的，只有10%在大腦中產生。此外，50%的獎勵分子多巴胺在腸道中產生，與大腦產生的水平相當。腸道細菌大量產生神經遞質是腸道細菌與大腦交流的「語言」，也是腸道細菌影響大腦和心理健康的一種基本方式。
5-羥色胺：一種調節焦慮、睡眠、覺醒、疼痛、飢餓感和飽腹感等等的神經遞質，它也控制著腸道的協調性。
多巴胺：當我們經歷獎賞時大腦中釋放的一種神經遞質，它還可以控制精細運動。
去甲腎上腺素：一種能夠激活身體的「戰鬥或逃跑」反應的神經遞質，它對我們的警覺性也很重要。
5-羥色胺：腸腦軸的終極信號
5-羥色胺被認為是腸腦軸的終極神經遞質。大家可能很熟悉，5-羥色胺在抑鬱中扮演重要角色，它也被稱為快樂荷爾蒙；很多人可能也知道，常見的抗抑鬱藥選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑（SSRIs）就是試圖提高大腦中的5-羥色胺水平。
然而，大家可能不太清楚的是，5-羥色胺在腸道蠕動中也扮演著重要的角色，通過腸道肌肉收縮，我們的食物被有力地向前推進。當急性食物中毒時，5-羥色胺就會大量釋放。5-羥色胺濃度的增加會導致噁心，加速腸道蠕動，從而快速清除胃裡的有毒物質。在這裡，5-羥色胺展示出其獨特的能力來改變腸道蠕動的方向，換句話說，就是引起嘔吐。嘔吐的設計非常巧妙，在胃裡的酸性食物從嘴裡流出之前，會產生大量的唾液來保護我們的牙齒免受腐蝕性胃酸的傷害。所以，太多的這種快樂分子可能會讓我們感覺更糟糕，但這一切都是為了我們的健康。
那麼，大腦中是什麼樣的呢？色氨酸是產生5-羥色胺的原材料，當我們通過食物攝入色氨酸後，它會被血液吸收並運輸到大腦，在那裡轉化為5-羥色胺，影響我們的情緒和精神健康。此外，腸道中巨大的5-羥色胺儲存庫位於連接腸道和大腦情緒中心的迷走神經附近，這使得小劑量的5-羥色胺源源不斷地直接到達大腦。我們的神經系統也會根據通過迷走神經流向大腦的5-羥色胺做出相應的調整，總之，健康的腸道細菌可以讓我們感覺更快樂。
5-羥色胺在大腦和腸道中的雙重作用意味著，5-羥色胺水平過低既會降低情緒，也會減緩腸道蠕動，這也是為什麼抑鬱的人經常有便秘問題的原因。反過來，有胃腸道問題（比如腸易激症候群）的人患抑鬱的機率更高，這也與腸道5-羥色胺系統的變化有關。腸道和大腦之間的雙向聯繫表明生理和心理健康是緊密相連的。所以，抑鬱症和腸易激症候群等疾病都可以被歸類為「腸腦疾病」，在治療過程中必須考慮腸道和大腦之間的相互作用。
如何提高5-羥色胺的水平？
5-羥色胺參與調節焦慮、睡眠、覺醒、疼痛甚至是飽腹感或飢餓感。5 -羥色胺是從色氨酸合成的，由於人體自身不能產生色氨酸，所以只能通過食物攝入。色氨酸可以在富含蛋白質的食物和某些堅果和種子中發現。同時，5-羥色胺的合成也依賴於健康的腸道菌群的存在，為了最大化身體的5-羥色胺水平，可以吃一些富含色氨酸的食物和適當補充有益微生物。
腸道細菌和代謝產物
腸道細菌影響大腦的另一種方式是通過代謝產物。腸道細菌代謝膳食纖維可以產生各種代謝物產物，其中最重要的就是短鏈脂肪酸。短鏈脂肪酸已被證明對健康具有許多積極的影響。
短鏈脂肪酸是最重要的腸道細菌代謝物之一，因為它們影響神經細胞，並與我們的激素系統密切合作。簡單來說，腸道細菌向大腸中釋放短鏈脂肪酸，它們會加速腸內分泌細胞釋放激素。然後，和這些腸道激素一起，短鏈脂肪酸被釋放到血液中，然後到達大腦，影響我們的精神狀態。除膳食纖維以外，某些腸道有益細菌的存在也是增加短鏈脂肪酸產生的好方法。
丁酸：明星短鏈脂肪酸
短鏈脂肪酸中的大明星無疑是丁酸，它被證明具有許多積極的作用，包括抗炎症的特性。此外，丁酸還能減少大腸內有害細菌甚至是癌細胞的生長。它也被發現與衰老相關的疾病有關，比如阿爾茨海默病和帕金森病有關，它可以增加阿爾茨海默病小鼠的記憶能力。
乙酸
乙酸是腸道pH值的重要調節因素，它有助於保持腸道環境的穩定。例如，它有助於保持腸道適當的酸性pH值，使我們的腸道有益微生物能夠生存和茁壯成長，但是阻止那些有害細菌和機會致病菌的入侵和逗留。乙酸還與腸道內的某些受體結合，幫助控制食慾和調節脂肪的儲存。
迷走神經：腸腦軸的關鍵連接
腸道細菌產生的神經遞質和代謝產物可以通過多種途逕到達大腦，一個明顯的途徑是通過血液循環，而另一個關鍵途徑是通過迷走神經。迷走神經連接著腸道和大腦，使得腸道的變化幾乎總是伴隨著大腦的變化，反之亦然。這也是為什麼心理疾病通常伴隨著消化問題或者胃腸道疾病通常伴隨著心理問題的原因。
迷走神經是最長的神經，從腦幹到腸道。我們可以把它想像成一根粗的網線，就像身體本身的超級寬帶一樣，它由八萬條連接身體幾乎所有器到大腦的神經組成。它花80%的時間收集整理關於身體活動的數據，20%的時間協調身體的無意識活動。它調節著我們在休息時被激活的自主神經系統部分，也就是副交感神經系統。它可以控制我們的心跳、消化、腸道蠕動、出汗以及調節瞳孔、排尿和性興奮。迷走神經對食物、運動和壓力很敏感，因此控制我們的飲食和生活方式很重要。
免疫系統
免疫系統在腸道和大腦之間的對話中也扮演著重要的角色，尤其是在心理健康方面。當有害細菌接觸到腸道免疫細胞時，免疫系統會立即產生細胞因子來保護自己。這些細胞因子會使腸道屏障通透性增加，導致腸漏，這也意味著有害的細胞因子會被釋放到血液中並使身體發炎。然後，細胞因子通過身體的血液循環到達血腦屏障，並穿過血腦屏障導致大腦炎症。越來越多的研究表明，大腦炎症是導致一些最常見的大腦相關疾病的原因，比如抑鬱症和阿爾茨海默病。
腸漏
腸道上皮細胞之間通過保護性的緊密連接連接在一起，構成我們的腸道屏障，其作用是防止有害細菌、毒素和其它危險物質進入血液。壓力和不健康的飲食等各種因素會使腸道屏障變得更脆弱，更具通透性。如果腸道屏障通透性增加，這就打開了致病性細菌和有害物質進入血液的閘門，造成嚴重破壞。當腸漏發生時，有害細菌可能與腸道免疫細胞直接接觸。免疫細胞會作出防禦反應，釋放出細胞因子，直接進入我們的血液，影響我們的身體甚至我們的大腦。這就是為什麼我們應該保持腸道屏障完整性的原因。我們也應該避免慢性壓力，因為它們會損害我們的腸道黏膜，增加腸道有害細菌的數量，同時使它們更具攻擊性，進而導致更進一步的炎症和腸漏。
腦漏
許多慢性疾病，比如糖尿病和癌症，被認為是由炎症引起的。對於大腦來說，促進炎症的物質比如細胞因子需要通過我們的血腦屏障。血腦屏障由緊密形成的血管壁組成的，可以阻止有害物質離開血液循環到達大腦和脊髓中的神經細胞。因此，血腦屏障可以保護腦組織，只允許某些物質通過，比如氧氣、葡萄糖和胺基酸。由於腦損傷、心臟病發作、腦膜炎甚至衰老，某些物質通過血腦屏障的速度會加快。在痴呆症患者身上也發現了血腦屏障通透性的增加。換句話說，血腦屏障是一種至關重要的保護，絕對不能滲漏。
一些炎症性物質，比如細胞因子和脂多糖，除了會破壞我們的腸道屏障以外，也會損害我們的血腦屏障，使它們能夠到達我們的腦組織，導致大腦炎症。大腦炎症或神經炎症，通常與一些常見的大腦相關疾病有關，比如抑鬱、焦慮、阿爾茨海默病、帕金森病等等。
有益細菌能夠修復腸漏和腦漏
一提到腸道細菌和免疫系統，我們通常會關心那些促進炎症的細菌，但其實那些能夠抑制炎症的腸道細菌同樣重要，例如我們熟悉的乳酸菌，已被證明可以增加血液中抗炎細胞因子的濃度，甚至可以修復由炎症性物質引起的腸漏和腦漏，從而有利於我們的大腦和心理健康。
其它途徑
炎症性物質也可以通過其它一些方式到達並影響大腦。例如，細胞因子可以通過改變5-羥色胺、多巴胺和穀氨醯胺等神經遞質的濃度來影響大腦中的信息交流。細胞因子還會刺激其它促進炎症物質的釋放，比如前列腺素，使已經存在的炎症惡化。最近，研究人員還發現細胞因子直接影響大腦的另一種方式，那就是通過大腦下部的中央淋巴管。促進炎症的物質有很多途徑可以到達大腦，有一件事是肯定的，炎症性物質不屬於我們的大腦。
腸道與大腦之間的「5個2」
2種物質：腸道細菌會產生兩大類化學信使——神經遞質和代謝物，它們會影響我們的大腦和心理健康，比如神經遞質5-羥色胺和代謝物丁酸是腸道細菌產生的重要的有益物質。
2個屏障：腸道細菌產生的化學信使必須通過兩個屏障才能到達大腦，一個是腸血屏障，一個是血腦屏障。如果腸血屏障或血腦屏障出現滲漏，會導致大腦發炎，從而可能導致抑鬱和其它大腦相關疾病。
2條主要途徑：雖然腸道和大腦之間有許多途徑，但主要有兩條途徑：迷走神經和血液循環。當然，免疫系統和激素系統也參與其中。
2個因素：食物和壓力是腸腦軸中兩個最具決定性的因素。長期的壓力加上不健康的飲食會極大地影響腸道菌群，從而導致心理健康問題，形成惡性循環。
2種治療物質：通過給腸道細菌提供某些類型的膳食纖維（益生元），可以刺激腸道細菌代謝產生抗炎的丁酸；有益細菌（益生菌）可以減少炎症，幫助治療腸漏和腦漏，它們可以通過適當補充發酵食品或益生菌補充劑來獲得。
總而言之，我們的腸道細菌和大腦是緊密聯繫在一起的，一場無聲的對話無時無刻不在我們的腸道細菌和大腦之間發生，它們通過多種不同的方式溝通交流，共同維持我們的身心健康。
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