社牛还是社恐,干肠道菌群什么事啊?

文摘   2024-06-18 06:00   日本  
2022年以来,MBTI性格测试(Myers-Briggs Type Indicator)一浪推一浪,很多人已经不再说社牛或者社恐,而是用e人这种更潮的方式点明善于社交的人,即从前的社牛,而用i人来直指不喜欢社交的人,即从前所说的社恐。

那么,是什么因素将人群分成社牛和社恐类型的呢?后天的教育和训练毫无疑问有作用,但是生命科学家最爱叫板和追踪其生物学和生理学影响。他们的结论是:肠道菌群可能才是隐藏在这些社会和心理表现之下的基础生理因素。
1. 肠道菌群决定社交行为

文章:Gut microbiota determines the social behavior of mice and induces metabolic and inflammatory changes in their adipose tissue
期刊:NPJ Biofilms and Microbiomes
日期:2021年3月

研究者建立了支配型和顺从型社交行为模式小鼠,检测了小鼠的生理和菌群差异。
结果发现:
  • 从2周龄到8周龄,所有小鼠的体重不断增加,但在整个生长期,无论雌鼠还是雄鼠,支配型小鼠的平均体重明显高于顺从型小鼠(1.15倍)。而这种体重差异并非由于食量引起,因为两组小鼠的摄食量和种类没有差别。
  • 支配型小鼠的附睾白色脂肪组织含量是顺从型小鼠的1.5倍。进一步的组织学分析显示:支配型小鼠的附睾脂肪细胞大小是顺从型小鼠的1.25倍,但巨噬细胞侵蚀却显著少于顺从型小鼠。
  • 与支配型小鼠相比,顺从型小鼠附睾白色脂肪中与脂肪生成、代谢稳态和炎症相关的脂肪因子中有18种的水平显著升高,且与热量消耗相关的信号UCP-1表达增加。
  • 菌群分析显示:顺从型小鼠的肠道菌群α多样性更低,β多样性与支配型小鼠差异显著。顺从型小鼠的支原体科、理研菌科(Rikenellaceae)和梭状芽孢杆菌科丰度更高,而支配型小鼠的普雷沃氏菌科丰度更高。

以上结果看,小鼠的社交模式属于支配型还是顺从型与肠道菌群显示出明确关联。
为了进一步确认菌群对社交模式的影响,研究者使用世界上最流行的方法,就是将两组小鼠的粪便菌群分别移植给无菌小鼠,并检测接受移植小鼠的行为、生理和菌群变化。
粪菌移植7天后的测序结果显示:无菌小鼠菌群移植成功,受体和供体的粪便菌群组成相互对应。接受顺从型小鼠粪便菌群的受体小鼠粪便中检出了更多的支原体科和理研菌科。
生理检测显示:顺从型小鼠体重更轻,附睾白色脂肪组织更轻,附睾脂肪细胞更小和炎症脂肪因子更多等特征都通过粪便菌群特性传递给了受体小鼠。
行为测试显示:虽然小鼠的行动能力(如移动速度)没有差别,但顺从型小鼠表现出更多的社交回避行为和抑郁样行为。
这些没有受过社交训练,而一步到位、无中生有的菌群移植结果直观表明,肠道菌群是社交行为的决定因素,不同的菌群能引起不同的社交行为模式。

支配型和顺从型小鼠模型是任何建立的?不感兴趣的朋友可跳过这段直接阅读下一个研究。感兴趣的朋友可以阅读这一段。支配和顺从行为是通过DSR(dominant-submissive relationships)测试评估。
DSR测试的主要设施是两个中间有管道连通的小笼子,管道入口有小门防止随意进入,管道中央底部有一个小孔,可以通过这个孔喝到甜牛奶,但一次只够一只小鼠喝到。
研究者对先两者年龄和重量相当的小鼠进行小鼠经过14小时禁水禁食后,然后将小鼠放入分别放入两侧笼中,适应30秒后,移除中间管道两侧的小门,之后记录两者小鼠饮用甜牛奶的时间。喝牛奶更久的小鼠处于支配地位,而喝牛奶时间更短的小鼠则处于顺从地位。
研究者按照公认的方法,将喝牛奶时间差异达40%以上的小鼠筛选出来,连续24代-26代繁育后形成实验中所用的稳定的支配型和顺从型小鼠模型。
2. 社交焦虑症能通过粪菌移植传递给小鼠

文章:Social anxiety disorder-associated gut microbiota increases social fear
期刊:PNAS
日期:2023年12月

社交焦虑症 (SAD) 是一种严重心理疾病,其特征是在社交场合中表现出强烈的恐惧或焦虑以及回避。很多人都有一定程度的社交焦虑,比如在人多的公众场合感到焦虑,但是否达到疾病水平的程度,大多数人不会去做测量而不得而知。

这项研究结合人体和动物的研究,深入探讨了肠道菌群在社交焦虑中的作用。研究确定与健康对照组相比,社交焦虑症患者的肠道菌群发生了明显改变。
与健康对照组相比,社交焦虑症患者的肠道菌群发生了明显改变。
将社交焦虑症患者或者健康对照组的粪便菌群移植给(抗生素处理后)缺菌的小鼠。行为检测发现:接受了社交焦虑症患者粪便菌群的受体小鼠对社交恐怖刺激的敏感性显著增加,但其他压力应对行为和胃肠道运动并未改变。结果提示,粪便菌群对社交焦虑影响明显。
血液和肠道检测显示:接受了社交焦虑症患者粪便菌群的受体小鼠循环压力激素水平和外周免疫力降低。
大脑生化检测显示:接受了社交焦虑症患者粪便菌群的受体小鼠血脑屏障渗透性增加(脑漏),神经炎症水平增加。
进一步分析显示:接受了社交焦虑症患者粪便菌群的受体小鼠,大脑终纹床核中催产素神经元显著减少,内侧杏仁核和前额叶皮层中催产素相关基因表达发生改变。

食与心总结肠道菌群异常在社交焦虑症中发挥着关键作用,通过粪便菌群移植可以把社交焦虑这种心理问题成功传递给缺菌小鼠。肠道菌群可通过影响内分泌(压力激素)、免疫(炎症水平)、神经(催产素)、以及调节肠血屏障和血脑屏障渗透性等方式影响个人的社会交往行为及相关心理问题。如果理解这一基本因素,社恐也算是一个容易改变的行为吧!
3. 肠炎病史会损害社交能力

文章:Colitis reduces active social engagement in mice and is ameliorated by supplementation with human microbiota members
期刊:Nature Communications
日期:2024年3月

反复肠炎小鼠社交能力受损
研究者使用葡聚糖硫酸钠(DSS)处理5天,诱发小鼠结肠炎,之后恢复10天。然后进行第二次结肠炎和恢复处理,即DSS处理5天接着恢复10天。
结果发现:
  • 与对照组相比,反复结肠炎组小鼠恢复后没有明显的疾病表现,但体重更低,大肠更短,粪便中脂质转运蛋白2增加。
  • 在行为表现上,两组小鼠在运动能力、焦虑样行为和抑郁样行为没有检测出差别。但在社交方面,反复结肠炎小鼠表现出明显的社交回避,与陌生小鼠交流更少。

自闭症谱系障碍儿童的粪便菌群对结肠炎更敏感
研究者将自闭症谱系障碍儿童或其健康家人的粪便菌群移植给无菌小鼠,之后用DSS处理小鼠。
结果发现:接受了自闭症儿童粪便菌群的受体小鼠体重更轻、结肠更短。也就是说自闭症儿童粪便菌群会加重胃肠道症状。
这一发现与以往报道中85%以上自闭症儿童有胃肠道不适的研究吻合。

特定粪便细菌能改善社交回避
研究者从健康对照组中筛选出一种拟杆菌(B. uniformis),在受体小鼠DSS处理前2周开始补充这种拟杆菌。
结果发现:
没有DSS处理时,B. uniformis的影响很小。但在DSS处理的情况下,这种拟杆菌干预能避免大肠缩短和粪便中脂质转运蛋白2含量的改变,且能降低肠道炎症水平。
在DSS处理前2周,用这种拟杆菌的一个特定菌株(B. uniformis NT)干预的保护效果更好。NT株处理不仅能避免大肠缩短和载脂蛋白2增加,还能阻止体重减少,减少肠组织损伤。
对于反复患有结肠炎小鼠(DSS处理),在创伤期间补充NT菌株不仅能改善肠道损伤,也能改善社交行为,增加小鼠与陌生小鼠的互动。

食与心:在人的一生中,很难避免患病,但患病频繁使用药物后,除了生理异常,个体行为也会发生改变,比如焦虑和社交回避。康复后生理和行为会逐渐恢复,但在反复患结肠炎的情况下,有些行为问题在康复后依然持续,比如社交回避。
自闭症孩子的社交异常可能与其长期的胃肠道不适有关。以上研究表明,调节肠道菌群不仅能改善胃肠道状态,还能提升社交能力。
4. 保护肠道黏膜屏障能改善社交障碍

文章:Colon impairments and inflammation driven by an altered gut microbiota leads to social behavior deficits rescued by hyaluronic acid and celecoxib
期刊:BMC Medicine
日期:2024年4月

这项研究追踪了支配型模型小鼠和顺从型模型小鼠从幼年到成年的变化。
结果发现:
  • 顺从型小鼠表现出不社交、抑郁和焦虑等行为,以及全身性炎症,肠道菌群组成也不同于支配型小鼠;
  • 从婴儿期开始,顺从型小鼠的肠道微生物中缺乏对免疫成熟至关重要的细菌,如乳酸杆菌属和双歧杆菌属;
  • 与支配型小鼠相比,顺从型小鼠的大肠粘液层更厚(黏蛋白合成更多),大肠长度缩短,但肠道通透性增加,短链脂肪酸水平降低,调节性T细胞减少。
  • 给成年顺从型小鼠口服透明质酸可降低其肠道通透性,增加大肠长度,并改善小鼠的社交行为缺陷;口服非甾体抗炎药塞来昔布可增加社交行为,减少抑郁和焦虑样行为,增加大肠长度,两者联用的效果与单独使用塞来昔布相似。

食与心总结:这项研究进一步显示出社交行为与菌-肠-脑轴的关联。异常的肠道菌群可通过诱发肠漏和免疫异常等方式,从而导致社交行为缺陷,而修复肠道屏障则能增强社交能力。即使是在成年期修复肠道屏障也能改善社交行为。如何增加肠道黏液屏障?这方面请参看食与心发表过的很多篇文章,以食为药,轻而易举。(比如黏液层是什么?为什么能抗感染/减少食物过敏?怎样保护黏液层?
【下面简单介绍下上文4项研究中评估社交能力的方法,即三箱试验,也叫三箱社交实验。试验设备如上图所示,小鼠被放入中间箱并适应后,研究者会撤去挡板,让小鼠自由选择进入隔壁箱与陌生小鼠交流,或者进入另一侧的空箱中。通过记录小鼠与陌生鼠交流的时间就可以评估小鼠的社交倾向。】

5. 饮食影响社交能力

文章:Contrasting effects of Western vs. Mediterranean diets on monocyte inflammatory gene expression and social behavior in a primate model
期刊:eLife
日期:2021年8月

这项研究的实验动物不同于以往大多数的啮齿类中的小鼠大鼠,而是灵长目动物,与人类更接近的食蟹猴。
研究者给20只食蟹猴喂食西式饮食,15只食蟹猴喂食地中海饮食,持续干预15周,分析两组在行为和生理生化的各方面差异。
结果发现:
  • 与地中海饮食组相比,西式饮食组改变了445对基因的共表达,包括与代谢及肥胖相关的小RNA及转录因子。
  • 两组食蟹猴的单核细胞转录组有40%存在显著差异,西式饮食导致单核细胞表现出更强的促炎症表型。
  • 饮食干预前,两组食蟹猴的行为并无差异。但15周饮食干预后,喂食西式饮食的食蟹猴更加焦虑,且表现出更少的社交融入,更喜欢独处,更少与伙伴有身体接触,这些变化与饮食对特定基因表达的影响相关。
  • 行为变化与饮食对单核细胞转录组的改变相关。

另一项研究也发现,出生起就补充益生元能减少小鼠成年时的焦虑样行为,促进前额叶神经细胞生长,并增强雄性小鼠的社交能力。Full article: Supplementation of dietary non-digestible oligosaccharides from birth onwards improve social and reduce anxiety-like behaviour in male BALB/c mice (tandfonline.com))
食与心总结:很多人有体会,经常一起吃饭能拉近不同人之间的距离,不少人也把聚餐当成是一种必需的社交手段。但人们不知道的是:饮食质量会影响一个人出去跟其他人交流的欲望。健康的饮食能塑造健康的肠道菌群,这些微生物可通过免疫和代谢等途径影响大脑,让人愿意与别人相处;而促炎饮食则会通过菌-肠-脑轴影响大脑,让人更想独处而逐渐疏于于其他人的交流。(了解促炎饮食可参考一周健康早餐(71)——什么样的饮食会促炎症这种情况在中老年群体中常见。反过来,长期消化问题和肠道炎症孤家寡人的状态也更提升一个人患交流障碍和认知障碍的风险。


食与心总结:以上多个研究均提示:人的社交行为确实受肠脑和肠道微生物影响,也可以通过调节肠道微生物改善。这种观点乍一听非常不可思议,难道要不要出去社交这样的复杂行为还要受肠道菌群影响?
上文中的6项研究从不同角度验证了个体的社会交往行为与肠道菌群密切相关。社交焦虑或者社交回避与肠道菌群密切相关,通过粪便菌群移植,社交焦虑和社交回避可以从一个个体传递给另一个个体,菌群是决定社交行为的关键因素。异常的菌群可诱发肠漏、免疫异常、代谢异常和脑漏以及大脑异常,让个体回避社会交往,或在社会交往中处于被支配的地位。而修复肠漏,调整肠道菌群则能改变社交异常。

传统心理学认为,人的行为是受以往经历和个性等决定,在大脑的支配下完成。
现代肠脑心理学发现,肠道微生物和肠脑在人的行为中发挥着重要作用。一个无中生有、一步到位、立竿见影的肠菌移植就可以迅速改变人和动物的行为认知,这实质上是将传统心理学的心理治疗方法进一步升级和加强,以获得更有效的行为干预。
食与心在多年的观察中感受到,大多数人会长期忽略胃肠不适,殊不知长期便秘或者腹泻、放臭屁、胃疼、食道反流等都是肠脑和头脑的受损开始,更不知道简单地通过调整食物,改善菌群就能保护肠道和大脑,提升身心健康。别看简单的肠道小问题,任其发展,等出现行为异常或者心理/神经疾病时再想改善,难度和经济耗费会大幅增加。多学习,多看文章,了解知识,防患于未然更重要。
调整菌群虽然是从肠道入手,但调整了肠脑就能明显改变大脑和认知发育。因为只有健康的肠道菌群和肠脑,才能为孩子确立良好的生理基础,在此基础之上,结合适当的教育和训练,孩子自然能正常发育发展。而只针对大脑和行为训练,孩子往往只能鹦鹉学舌,建立一些用食物奖赏习得的条件反射,却不知道词语和行为背后的社会含义,也就无法获得真正的社交能力。

还有一点需要强调的是:心理和行为状态与胃肠道状态密切相关,各种心理疾病(不管是小孩子的自闭症,还是成人的抑郁症,还是老年人的老年痴呆)都伴随着胃肠道异常。虽然肠道菌群和肠道屏障检测较为麻烦,但是腹泻、便秘、腹痛等问题都是肠道菌群异常和肠道屏障受损的标志。

食与心
梁姗,日本未来食品研究所所长。金锋,中国科学院心理研究所PI研究员。
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