透過先前的文章我們已經了解,腸道菌的差異起始於我們出生那刻,到成年前的飲食、情緒、壓力、生活都會深深地影響我們的大腦、腸道和腸道菌,包含哺乳母親的飲食組成,對於孩子日後得到肥胖或代謝疾病深具影響,母乳中富含益菌生,而益菌生中的寡糖能選擇性的促進益菌生長,對於嬰兒腸道菌叢的形成至關重要,這些寡糖被稱為母乳寡糖(Human milk oligosaccharides, HMO),是母乳的第三大成分,這些分子能抵抗嬰兒的胃酸及胰臟與小腸酵素的消化,以完整的形式抵達腸道滋養益菌,尤其是能將它們部分分解為短鏈脂肪酸與其他代謝物的雙歧桿菌種,這些代謝物能製造有利於益菌的環境,不利潛在病原體生長,而且研究顯示嬰兒接受母乳哺育的時間越長,嬰兒的大腦體積發展越大,增進寶寶情緒與社交發展,這也是因為先前文章提過催產素促使母親輕柔的撫摸嬰兒、哺乳,以及營養素引起的腸道感覺,使嬰兒大腦也產生催產素,增進歸屬感和情感關係。
在腸道菌叢長久的演化過程中,已具備針對環境快速改變其組合與功能特性的能力,這也是人類可以適應變化快速的各種食療法與流行飲食法(非不健康的飲食方法)的原因,而不會出現重大副作用、情緒或壓力上的巨大變化,這是因為雖然飲食並未顯著改變腸道菌的組成,但卻改變了腸道菌的代謝產物,而世界各地不同族群的腸道菌叢差異若是飲食造成,這可能需要好幾個世代的演化,或非常早年就接觸這類飲食,才會對腸道菌叢產生持久影響。
傳統的狩獵採集者與傳統農村耕作者有「放任型」的腸道菌叢,能產生大量的短鏈脂肪酸,保護他們避免罹患結腸癌和腸道發炎,也對腸腦溝通有益;但是生活在工業社會中的人們則是「限制型」的腸道菌叢,無法有效把來自植物的複合碳水化合物發酵成短鏈脂肪酸,即使這些人決定開始模仿狩獵採集者與傳統農村耕作者的飲食,也無法如他們有效的發酵植物性食物,這是因為限制型的腸道菌叢缺乏關鍵物種的腸道菌,所謂關鍵物種便是在生態系中無法被取代功能的物種,在這裡的例子便是布魯布氏瘤胃球菌,也就是說腸道菌生態系中同一種代謝物通常能由腸道菌叢中不同的成員產生,但抗性澱粉(存在於各種植物性食物,如:香蕉、馬鈴薯、種子、豆類、未加工的全穀物)則只能由特殊少數菌種完全發酵成短鏈脂肪酸。
其中一種短鏈脂肪酸為丁酸,能作為結腸壁細胞的營養來源,促進腸神經系統的健康,也是腸腦溝通的要角,保護大腦免於低度發炎反應,這些都說明了飲食變化確實會對大腦產生影響,更何況人類腸道菌能產生多達50萬種不同的代謝物,代謝物與代謝物的組合多達4萬種變化,統稱代謝體(Metabolome),其中許多具有神經活性,能影響神經系統,這些代謝物還包括許多荷爾蒙、神經傳導物質、與神經系統直接溝通的分子。
現代都市人的飲食容易取得高動物性蛋白,使大腦在演化過程中能長得較大,身高也比過去高,但高動物性脂肪的飲食容易造成肥胖、代謝疾病與心血管疾病,使身體長期處於低度發炎,從腸道開始蔓延到全身,抵達腦部重要區域,增加罹患某些癌症與腦部疾病的風險。
人類在飢餓時,腸內分泌細胞會分泌飢餓肽,透過血液或迷走神經刺激大腦發出飢餓的訊息,而吃飽時腸內分泌細胞會釋出抑制食慾的荷爾蒙,如:膽囊收縮素、類升糖素胜肽,然而高動物性脂肪飲食習慣會在腸道和大腦麻痺飽足反應,腸道發炎降低了迷走神經對飽足訊息的敏感度,下視丘發炎則降低來自腸道飽足訊息的敏感度,同時對瘦素出現阻抗。
在吃了富含脂肪的一餐後,全身血液中的發炎分子濃度會增加,如:脂多醣(革蘭氏陰性菌細胞壁)和細胞激素,使腸壁容易滲漏,啟動腸道中的免疫細胞,正常而言身體會有幾道防線阻止這樣的狀況發生,但隨著脂多醣的濃度上升,分子會開始破壞這些防線,細胞激素會到身體其他部位包含大腦,微膠細胞於是製造發炎分子影響其他大腦神經細胞。另有研究顯示,移植基因改造過的胖老鼠其糞菌至無菌瘦鼠體內,結果瘦鼠開始無節制的大吃大喝,產生了與胖老鼠相同的代謝特徵,變得肥胖。
我們會吃下多少食物,是由大腦中下視丘食慾調節系統、多巴胺獎勵系統、大腦前額葉皮質區的執行控制系統所調控,過去因為食物有限,且能量需求高,為了生存身體會對食物有持續不斷的需求,如腸道的飢餓感,這種需求受到多巴胺獎勵系統的輔助而提供尋找食物的驅力和動機,而多巴胺獎勵系統關鍵的神經細胞如伏隔核,有許多受體能接收調節食慾的腸道荷爾蒙,如:刺激食慾的胰島素、飢餓肽以及抑制食慾的瘦素、酪酪肽、類升糖素胜肽。
雖然高脂肪和高糖食物的攝取確實會帶來舒緩情緒的效果,但研究已顯示,毒品濫用者與長期過度飲食者的大腦機制極其相似,這就是所謂的食物成癮,造成多巴胺獎勵系統無節制的運作會使其腸功能受損,此時腸道菌很可能處於強烈的汰選壓力,因此必須操縱人類的飲食行為來增加自身對環境的適應性,甚至不惜犧牲人類的健康,因此它們透過劫持多巴胺獎勵系統讓我們對特定食物渴求,或創造消極情緒狀態,直到我們吃了某些有益於這些腸道菌的食物這種感覺才會消失。
雖然蛋白質的取得變容易了,但相較過去我們都把牲畜豢養在小型的圍欄,餵食牠們消化系統不適合處理或單一的飼料,讓牠們有效率的長胖,而抗生素和某些化學物質也降低牠們的腸胃道多樣性,更容易罹患嚴重腸道感染,而如今多數人類就是吃著這樣的肉、蛋、奶及其衍生物長大,和過去有著巨大的差異;蔬果和其他植物性食物如今也以工業化的方式栽種,重度依賴肥料及殺蟲劑,以人為手段保有其生長優勢並免受害蟲啃咬,不只作物本身的基因多樣性,連帶作物共存的其他物種多樣性也跟著降低,如:土壤中的微生物、蜜蜂、蝴蝶等。短時間內改變飲食的結果,使得演化來不及重新設定我們的防禦機制以對抗這些變化,對我們人類的健康以及腸腦菌軸的良好運作都存在未知的風險。
不僅僅是飲食組成的改變,現在的食品添加劑許多都會導致身體低度發炎,對腸腦菌軸產生危害。人工甜味劑使擬桿菌屬在腸道大量繁殖,效果就如同高脂肪飲食,甜味劑改變了腸道菌代謝路徑,使它們產生更多短鏈脂肪酸,提供額外的熱量;乳化劑則會破壞覆蓋腸胃道表現得保護黏液層,使腸道菌更容易接觸腸道內層及附近的免疫細胞,引發代謝性內毒素症;乳糜瀉者的免疫系統則會對麩質反應過度,產生抗體攻擊腸壁,引發腹痛、腹瀉、疲勞,甚至神經問題,甚至神經問題,而小麥過敏者的免疫系統會對麩質及其他小麥蛋白產生免疫球蛋白E的抗體,致使起疹子、鼻塞、腹部痙攣、嘴巴與喉嚨腫脹、吞嚥或呼吸困難,甚至威脅生命。
研究證實地中海飲食確實能降低各種疾病的死亡率,尤其是代謝症候群、心血管疾病、癌症、認知損傷、憂鬱症等,並協助連接大腦各區神經組織束的健全性。雖然地中海飲食的細節隨著年代、地區有所不同,但基本的飲食模式都是大量攝取單元不飽和脂肪酸(主要來自橄欖油),每日攝取各種蔬果、全穀物穀片、低脂乳製品與適量紅酒,每週攝取魚類、家禽、堅果與豆類,偶爾攝取少量紅肉,這些對於腸道菌叢的多樣性都具有正面影響。
從出生到三歲的早年生活是形成腸道菌結構特別關鍵的時期,然而就算成年我們依然能從腸道菌相著手來改善健康:
1、想像腸道是一座農場,腸道菌是農場上的動物,對你的腸道菌進行有機自然耕作,以增加它們的多樣性、穩定性及腸腦菌軸的健康
2、減少飲食中的動物性脂肪,攝取低脂肪含量的肉類(如:魚、家禽)以及不同植物纖維形式存在的多種益生食物
3、避免食用大規模生產的加工食物,盡量攝取有機栽種的食物
4、攝取發酵食品和益生菌,如:發酵乳、泡菜、優格、起司等
5、選擇不含人工甜味劑、乳化劑、人工色素的低脂低糖產品
6、減少飲食份量
7、斷食可幫助淘汰腸道菌
8、壓力大、沮喪、憤怒時不要無節制進食
9、以正面的情緒享用美食
10、懷孕時須注意產前營養和壓力,以及產後對於嬰兒的照顧
參考資料:腸道˙大腦˙腸道菌