迷走神经意味着游荡，迷走神经是体内最长的神经，从脑干延伸到腹部，分支到所有内脏器官，是肠脑轴的重要组成部分。迷走神经负责监督许多身体功能，例如心跳，但作为连接大脑和胃肠道的主要高速公路，它将有关肠道状态的信息发送到大脑，将其传递给有关饥饿或特定营养素需求的重要信息。

在消化食物的过程中，微生物组的细菌会产生许多作用于神经系统的物质。其中最主要的是神经递质，包括血清素和GABA，已知与许多精神疾病有关。肠道中还产生了许多其他神经活性物质，它们通过迷走神经向大脑发送信号，或者由迷走神经直接输送到大脑。此外，迷走神经给大脑带来了身体内部感觉的消息，这是一种被称为内感受的意识。因为它是一条双向的道路，迷走神经也是思想和情感影响肠道运作的途径。

这种理解的治疗意义是巨大的。迷走神经可以作为改善紊乱脑功能的通道；通过饮食操纵微生物组是一种重要的方法。还可以直接靶向迷走神经作为治疗精神疾病和肠易激综合征和炎症性肠病等躯体疾病的方法。

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直到最近，厌食症一直被认为是一种纯粹的精神疾病。但随着研究人员发现证据表明厌食症患者和健康人的微生物组构成存在深刻差异，这种观点正在发生转变。总体而言，拟杆菌的繁荣是以厚壁菌门为代价的。一个结果是短链脂肪酸缺乏；另一个是系统向炎症倾斜。但研究人员发现，微生物组组成的变化几乎不会影响任何细菌类别。

微生物多样性的降低和特定细菌种群比例的显著变化通过对食欲、能量代谢、肠道通透性增加、免疫功能、焦虑以及重复性和强迫性行为的影响来影响微生物组。此外，肠道生态失调可能是该疾病复发率高的原因，因为标准的翻修方案和心理治疗都没有解决微生物组的组成问题。

与其他精神障碍的情况一样，精神分裂症患者肠道的细菌组成与健康人明显不同。细菌类型的多样性减少，微生物组成紊乱，或生态失调。精神分裂症的生态失调与重度抑郁症患者不同。研究人员观察到的一个显著特征是神经递质谷氨酸和GABA水平的紊乱。另一个是氨基酸和脂质代谢的改变。更重要的是，精神分裂症的特定微生物标志物已被发现与症状严重程度密切相关。

肠道变化与精神状态有关吗？研究人员认为答案是肯定的。当一组科学家从精神分裂症患者的结肠中移植粪便时——其中一些人已经服药，另一些人呢？然而，在无菌饲养的小鼠中，这些动物出现了类似于人类精神分裂症的症状，如多动、焦虑和抑郁样行为减少以及惊吓反应增加。

短链脂肪酸（SCFA）是肠道中产生的一类重要的生物活性物质，特别是肠道细菌对含有纤维的植物性食物的作用，否则这些食物会对消化产生抵抗力，如洋蓟和豆类。SCFA正在成为新陈代谢、免疫力和心理健康的重要贡献者。但这些角色究竟是什么，在很大程度上是一个发展中的故事。可以肯定地说，科学家发现的越多，SCFA对一般健康和心理健康的重要性就越大。

纤维状食物完整地通过胃和小肠，但在小肠或结肠中遇到一组特殊的细菌，这些细菌通过发酵来对其进行处理——释放能量、气体和SCFA，其中最常见的是醋酸盐、丙酸盐和丁酸盐。

由双歧杆菌、乳杆菌、Akkermansia以及Prevotella和Ruminococcus物种产生的醋酸盐调节肠道的酸度，从而控制致病菌。它还通过滋养肠道中的其他细菌来促进肠道多样性，并通过对肠道细胞的作用来帮助调节食欲。

丁酸酯由厚壁菌门家族成员（如粪杆菌和Roseburia）产生，是结肠内壁细胞的局部能量来源。但它做得更多。它对于维持肠道屏障的完整性和预防被称为“肠漏”的疾病至关重要，肠漏是包括大脑在内的许多器官炎症的来源。丁酸盐对心理健康尤其重要。它在肠脑轴中作为神经信号剂具有活性，并激活迷走神经。研究表明，丁酸盐穿过血脑屏障，刺激大脑的神经可塑性。动物研究表明，它可以提高脑源性神经营养因子BDNF的水平，这对学习和记忆至关重要。由于其化学性质，丁酸是一种抗炎分子，可以在任何地方（包括大脑）消除炎症过程。

丙酸由拟杆菌和厚壁菌门产生，也是抗炎药，有助于调节食欲。

SCFA是肠道与大脑沟通的多种方式之一。它们在全身起着信号分子的作用——调动激素，激活神经通路和许多类型的细胞，以调节食欲、能量平衡、体重、免疫力、大脑功能和情绪状态。丁酸盐还有助于保护大脑，通过保持血脑屏障的完整性来保护大脑免受毒素和传染源的侵害。此外，SCFA对肝功能至关重要，调节免疫细胞的活性，刺激交感神经系统。

有证据表明，缺乏SCFA是肥胖、糖尿病以及焦虑和抑郁等心理疾病发病率上升背后的隐藏力量。研究表明，抑郁症患者的微生物组多样性远低于非抑郁症患者。当微生物组的多样性缩小时，就无法产生对正常大脑功能至关重要的分子，包括对压力的反应和情绪信息的处理。

地中海饮食的一个显著特征是此类食物占主导地位，而SCFA的产生被认为是地中海饮食对身心健康的许多益处的原因。它比高度加工的美国饮食更接近我们祖先在人类历史的大部分时间里所吃的食物——一种坚硬的饮食，其中营养块被捆绑在难以消化的植物材料中。人类的肠道适应了每天从觅食食物中摄取超过100克纤维的饮食，而典型的西方高度加工、能量密集的食物每天提供的纤维不到15克。

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肠道微生物组，即生活在肠道中的数万亿生物活性微生物的名称，正在成为人类神经系统（和身体其他系统）的关键调节器。肠道细菌产生具有神经活性的物质。例如，肠道细菌对富含纤维的食物的作用会导致短链脂肪酸的产生，这对肠壁的完整性、神经系统中的信号分子和应激反应的调节至关重要。

肠道微生物还会产生或导致产生包括血清素在内的神经递质，影响睡眠、情绪和认知等大脑功能。大多数研究都是在动物身上进行的，研究表明肠道细菌会影响大脑的发育，特别是在生命早期和青春期；它们刺激大脑中新神经元的生长和一生中新的神经连接。它们在记忆、社会行为、压力反应等方面发挥作用。

生活在肠道中的微生物代表了数千种不同的细菌，这是一件好事。肠道微生物组的多样性与心理和身体健康密切相关。缺乏细菌多样性会改变微生物组的功能，这是许多疾病的一个显著特征，其中包括阿尔茨海默病、焦虑症、血管疾病和2型糖尿病。肠道微生物组的组成也被认为会影响一个人对药物的反应。肠道微生物组的多样性在很大程度上取决于你吃什么。

据认为，肠道中存在1000到1500种不同的细菌。微生物组的组成因人而异，但每个人都相对稳定。然而，它会随着我们所做的事情、所处的位置，尤其是我们吃的东西而变化。

健康肠道中最丰富的细菌属于厚壁菌门；它们已被证明约占平衡微生物群的80%。微生物组中另一个突出的细菌门是拟杆菌门，约占平衡微生物组的15%。它们以代表我们执行许多代谢任务而闻名，例如分解富含纤维的植物中的复杂碳水化合物或多糖。与拟杆菌相比，厚壁菌门对葡萄糖和脂肪代谢有负面影响。

拟杆菌门与厚壁菌门的相对比例被认为可以驱动肠道细菌多样性。厚壁菌门与拟杆菌门比例的增加与体重增加、肠道炎症和体内循环的促炎细胞增加有关。

肠道中缺乏多种细菌有一个名字——生态失调。这种情况与体重、体重指数、甘油三酯和LDL（坏）胆固醇水平、胰岛素抵抗和血压呈负相关。

失调越来越被视为许多健康疾病的标志。肠道微生物组的失调会导致肠道功能障碍，导致肠道炎症、免疫、代谢和传染病；但其影响范围超出了代谢、炎症和激素途径以及肠脑轴。

研究人员在许多精神病患者中检测到肠道细菌平衡的变化？这表明肠道细菌有助于塑造大脑。例如，患有重度抑郁症的人似乎厚壁菌门数量减少，拟杆菌门数量增加。与对照组相比，自闭症谱系障碍患者已被证明梭菌、脱硫弧菌、Sutterella和拟杆菌的水平升高，厚壁菌门、普雷沃菌门和双歧杆菌的水平降低，但研究人员不确定自闭症谱系疾病的微生物变化是该疾病的原因还是影响。

没有一种微生物组是健康的。最好将肠道视为一个个体独有的整体生态系统。许多种类的肠道细菌具有重叠的功能，使不同的细菌在不同的人身上发挥相同的作用。因此，一个“健康的肠道”可以包含不同的有益细菌。研究人员发现，两个无关的人通常只共享40%的微生物种类。

由于微生物组对我们所处的位置、所做的事情和所吃的东西很敏感，因此进行体育活动可以以积极的方式改变微生物组的组成。压力扰乱了肠道中细菌的平衡。服用药物，尤其是抗生素，尤其是在儿童时期，可以杀死肠道中的许多有益细菌。但是，每个吃高糖、高脂肪饮食的人都会通过增加几类细菌相对于其他产生增强健康物质的细菌的比例来改变肠道微生物组的组成。

我们肠道中的大多数细菌来自我们生活的环境。事实上，婴儿肠道在通过产道的过程中首先被细菌定植。除了常规营养素外，母乳喂养还提供了许多重要物质，刺激健康肠道微生物群的发育。

我们吃的食物是我们生活环境的主要代表。在生命的每个阶段，肠道生物群落的组成和其中细菌的多样性在很大程度上取决于饮食。例如，研究表明，从富含植物的良好饮食转变为美国式饮食（最明显的特征是高脂肪红肉和工业加工食品）需要不到两周的时间来诱导微生物组的变化。一些动物研究发现，变化在短短一天内就开始了。

几乎所有饮食成分，包括商业食品生产中使用的常见非营养性添加剂，都已被证明对微生物组有影响。即使添加剂不提供卡路里或营养，它们也会破坏肠道中的细菌——这也是典型的美国饮食中富含高度加工和添加剂的食物对微生物组有害的另一个原因。其中包括人造甜味剂、增稠剂、乳化剂、食品着色剂和防腐剂。

最近的研究表明，神经递质不仅限于调节大脑内的活动；例如，它们在肠道中起着重要作用。肠道中的细菌和肠道内壁的细胞都会产生神经递质，其中包括GABA、血清素、多巴胺和乙酰胆碱。肠道产生人体总血清素的90%，有助于调节肠道蠕动，即通过消化道移动食物的收缩。

肠道中产生的神经递质究竟如何影响大脑尚不清楚，但这是深入研究的对象。肠道周围有一个神经网，它被称为肠神经系统，它既与肠道细菌交流，又通过迷走神经与大脑交流。据认为，肠道产生的神经递质通过肠神经系统作用于大脑。

研究表明，有可能“移植”精神疾病，包括精神分裂症的一些特征，？只需移植微生物组。当抑郁者的微生物组（即粪便）被移植到无菌动物的肠道中时，这些动物会表现出许多抑郁的行为——他们对愉快的活动失去兴趣，停止探索和社交，并表现出焦虑的迹象。研究人员转移了蓝色。

在其他研究中，研究人员从患有精神分裂症的人类受试者身上移除粪便，并将其移植到小鼠体内。这些小鼠出现了许多类似精神分裂症的行为异常。有证据表明，在这两种情况下，肠道细菌多样性的缺乏都会破坏食物成分色氨酸向血清素的转化。