從壓力到腸道：揭開心理壓力影響腸道細胞命運的秘密（簡易版）

 

圖片作者：ChatGPT

當我們感到壓力時，不僅心情會受影響，連我們的身體也會有反應！你知道嗎？科學家發現，壓力甚至能改變我們腸子裡的環境，這會影響我們的健康。今天，我們就來聊聊科學家是怎麼發現這個秘密的。

腸子裡的幹細胞
首先，我們要知道腸道裡有很多腸道幹細胞。這些幹細胞很厲害，它們可以變成腸道需要的各種細胞，比如吸收我們食物的細胞、分泌黏液保護腸道的杯狀細胞，還有其他幾種。這個過程叫做「腸道細胞系譜承諾」，就是幹細胞決定要變成哪一種細胞的過程。

壓力來襲
但是，當我們感到長期的壓力時，科學家發現一些不好的事情開始發生了。他們用實驗鼠做了實驗，讓這些鼠感受到壓力。然後，他們觀察到這些鼠的腸道幹細胞開始有了一些問題。這些幹細胞原本要變成的一些細胞，比如杯狀細胞和一些防禦細胞，數量開始減少。這意味著壓力影響了腸道幹細胞的正常工作。

壓力、乳酸桿菌和IAA
那麼，壓力是怎麼做到這一點的呢？原來，壓力會使得一種叫做乳酸桿菌的微生物在我們腸道裡增多。這些微生物會產生一種叫做吲哚-3-乙酸（IAA）的物質。IAA會影響腸道幹細胞的一個重要部分——粒線體。粒線體好比細胞的發電廠，負責提供能量。但是，IAA卻讓這個發電廠出了問題，使得腸道幹細胞不能正常工作，導致它們不能正常變成需要的細胞。

α-酮戊二酸來拯救
幸好，科學家也發現了一種方法可以幫助解決這個問題。他們發現一種叫做α-酮戊二酸的物質可以幫助改善腸道幹細胞的情況。α-酮戊二酸可以幫助粒線體恢復正常，讓腸道幹細胞能夠重新正常工作，從而保護我們的腸道健康。

總結
這篇研究告訴我們，心理壓力不僅僅影響我們的情緒，甚至還能改變我們體內微生物的狀態，影響腸道的健康。但同時，科學家也在尋找方法來對抗這些負面影響。這些發現幫助我們更好地理解壓力如何影響我們的身體，也提供了可能的方法來保護我們免受這些影響。

希望這篇文章能幫助你了解科學家是如何一步步揭開壓力、腸道健康之間複雜關係的神秘面紗，並且提醒我們保持放鬆，照顧好自己的身心健康！

想瞭解更多嗎？可以去看完整版或直接閱讀論文  

參考文獻：

Wei et al., Psychological stress-induced microbial metabolite indole-3-acetate disrupts intestinal cell lineage commitment, Cell Metabolism (2023), https://doi.org/10.1016/j.cmet.2023.12.026

說真的，我看到IAA（植物的生長素）會影響動物我真的嚇到了，然後我就去多查了一點。結果查到一篇台灣的論文說IAA對做血液透析的病人的意識（cognition）有負面的關連。所以只是相關，沒有因果。

Yi-Ting, Lin., Ping-Hsun, Wu., Hei-Hwa, Lee., Mwenya, Mubanga., Cheng-Sheng, Chen., Mei-Chuan, Kuo., Yi-Wen, Chiu., Po-Lin, Kuo., Shang-Jyh, Hwang., Shang-Jyh, Hwang. (2019). Indole-3 acetic acid increased risk of impaired cognitive function in patients receiving hemodialysis.. Neurotoxicology, doi: 10.1016/J.NEURO.2019.02.019

工作壓力大，來點乳酸桿菌（Lactobacillus）吧！

過去千百年來，人類與微生物之間的愛恨情仇，就如一場演不完的長篇連續劇。在巴斯德發現微生物之前，人類對於感染的成因只能猜測。巴斯德的發現，讓這隱藏多時的敵人驟然現形；而抗生素的發現，更讓我們天真的以為：敵人即將潰不成軍！但隨後如雨後春筍般冒出的抗藥性菌株，讓我們意識到事情沒這麼簡單。近年來超級細菌的出現，更讓醫療界憂心，恐怕人類潰不成軍的時刻就要來臨！

在這一片殺伐聲中，卻也有人發現，微生物也並不是都是壞的。除了那些為我們工作的酵母菌、乳酸桿菌以及教人既厭惡又害怕的病原菌以外，還有一群與我們朝夕相處有肌膚之親的微生物們，它們不僅僅是幫助我們抵禦外敵，還幫我們分解我們消化不了的食物、產生養分給我們吃呢！因此，這些年來，曾被我們視為洪水猛獸、亟欲殺之而後快的細菌，在我們心中的地位已經大不相同了！

乳酸桿菌。圖片來源：Wiki

最近的許多研究更發現，我們腸子裡的室友們，不僅會撫養我們，它們還能對我們身體的功能產生影響！而且不只是代謝層面，目前已知腸道菌與阿茲海默症、自閉症可能都有關連。

最近的一個以小鼠為模型的研究發現：慢性壓力會造成腸道菌相改變，而這個改變與憂鬱症（depression）相關。

研究團隊把小鼠暴露在五週的無法預測的慢性輕度壓力（UCMS，unpredictable chronic mild stress）後，再以強迫游泳來測試小鼠是否出現憂鬱的症狀。同時，研究團隊收集小鼠的糞便檢體進行比較，觀察小鼠在壓力下出現憂鬱症狀時，是否腸道菌相也會跟著改變。

比較了幾次實驗以後，研究團隊發現：多次實驗中，實驗組與對照組一再出現的不同是乳酸桿菌（Lactobacillus）與傳代菌（Turicibacter）的減少。由於有關於傳代菌的資料極少，而已經有不少研究發現乳酸桿菌與行為之間的關連，於是研究團隊決定先來看看乳酸桿菌。

研究團隊將實驗組以UCMS處理三週後，在飲食中提供乳酸桿菌（L. reuteri），接著再以UCMS處理四週。測試的結果發現：在飲食中提供乳酸桿菌會減輕小鼠的憂鬱症狀，而且糞便檢體的結果也證實了小鼠的腸道內的菌相變化是因為外加的乳酸桿菌，而不是腸內原本的乳酸桿菌增加。

而分析血清裡面的代謝物發現，實驗組與對照組的代謝物出現了不同的集群（cluster），提供乳酸桿菌的組別的集群則呈現介於兩者之間的狀態，顯示以乳酸桿菌處理後，的確對代謝物發生一些影響。在這些不同的代謝物集群中，色胺酸-犬尿胺酸途徑（L-tryptophan-kynurenine pathway）在實驗組中呈現顯著的上昇。先前的研究已經發現在憂鬱症患者可以偵測到犬尿胺酸的上昇，因此研究團隊決定進一步研究乳酸桿菌與犬尿胺酸之間的關係。

由於最近的研究發現，乳酸桿菌可能會藉著製造如過氧化氫（H₂O₂）等活性氧（ROS，reactive oxygen species）來抑制色胺酸-犬尿胺酸途徑最主要的酵素IDO1（Indoleamine 2,3-dioxygenase，吲哚胺2,3-雙加氧酶）。研究團隊也發現實驗組的小鼠糞便中的過氧化氫下降，而在飲食中提供乳酸桿菌後可使其上昇。偵測腸道的IDO1表現也發現，實驗組的IDO1表現上昇，但提供乳酸桿菌後又下降了。

到底犬尿胺酸是否與憂鬱的症狀有關呢？研究團隊以犬尿胺酸處理小鼠，發現單只有犬尿胺酸上昇也可以影響到小鼠的行為，讓小鼠呈現部分憂鬱的症狀。更有意思的是，即使提供了乳酸桿菌，如果犬尿胺酸也同時加入，乳酸桿菌的效果便被抵銷了。

也就是說，在小鼠的模型裡顯示了：慢性壓力所導致的憂鬱症狀與腸道菌相的改變相關，可能是因為乳酸桿菌減少造成犬尿胺酸的合成增加所致。為何慢性壓力會使得腸道菌相改變呢？可能是因為壓力會使腸道蠕動加快（在這個研究報告中也看到這個現象），由於乳酸桿菌的生長繁殖需要很多胺基酸與嘌呤，腸道蠕動加快使它們周圍的環境變動劇烈，使得乳酸桿菌無法順利獲取養分，於是它的數目便下降了。

這個發現進一步的告訴我們：腸道菌對我們的影響真的是很大，最近學界也將腸繫膜（mesentery）認列為器官。不過在本篇研究中發現的另一個菌--傳代菌--筆者也覺得非常好奇。文獻搜尋發現關於它的資訊很少，只知道它住在動物的腸道裡。究竟傳代菌的減少是否也與壓力所導致的憂鬱症狀有關與否，應該也需要更多的研究來釐清，只可惜在這篇研究中僅探討了乳酸桿菌。不過，這個研究也提醒了我們，或許在工作壓力大的時候，補充點乳酸桿菌可以有意想不到的幫助喔！

（本文刊登於2017/4/14 基因線上）

參考文獻：

Ioana A. Marin et. al., Microbiota alteration is associated with the development of stress-induced despair behavior. Scientific Reports 7, Article number: 43859 (2017) doi:10.1038/srep43859