腸道菌與大腦的關係
  2020-11-27

  • 2.4.身體的燃燒裝置-脂多醣
  • 身體的燃燒裝置:脂多糖

     

    如果生物學中真的存在點燃身體炎症通路的惡人,那一定是脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)無疑了。脂多糖是脂質(脂肪)和糖的組合物,它是部分細菌外膜的重要成分。除了保證細菌結構的完整性,脂多糖還能保護這些細菌免遭膽囊分泌的膽汁鹽分解。受脂多糖保護的細菌叫作革蘭氏陰性菌(這類細菌在用於鑑別細菌的革蘭氏染色法中可脫去結晶紫的染色),正常情況下,腸道中的革蘭氏陰性菌十分充裕,大約佔所有腸道菌群的50%~70%。我們一直都知道,如果脂多糖進入到血液,就會在動物體內誘發強烈的炎症反應。(脂多糖被歸類為內毒素,也就是說,這是一種來源於細菌的毒素。)

    在研究試驗中,脂多糖通常用於製造即刻的炎症反應。在阿爾茨海默病、多發性硬化、炎症性腸病、糖尿病、帕金森病、肌萎縮側索硬化(ALS,俗稱“漸凍症”)、類風溼性關節炎、狼瘡、抑鬱症甚至自閉症等疾病的研究中,動物模型都會採用脂多糖,因為它能夠快速引發身體的炎症反應。這最終令研究者們得以瞭解這些疾病,並檢驗其與炎症的關係。人體研究表明,在上述多種疾病中,脂多糖標記物水平均有所提高。

    通常情況下,脂多糖被腸壁細胞的緊密連接阻隔在血流之外。但是如你所想,當這些連接組織受到損傷而腸壁發生滲漏或滲透時,脂多糖便進入血液循環、“點燃”炎症反應並造成損傷。所以血液中的脂多糖水平不僅能夠反應炎症水平,而且能對腸道滲漏起到指示作用。

    在一項關於脂多糖的驚人研究中,得克薩斯基督教大學的研究生瑪麗耶勒·蘇珊娜·卡恩(Marielle Suzanne Kahn)及其同事發現,在實驗動物的體內(而不是大腦)注射脂多糖會導致壓倒性的學習障礙。25此外,這些動物的大腦記憶中心海馬體中會發生β-澱粉樣蛋白的水平提升。β-澱粉樣蛋白是一種與阿爾茨海默病病理學強烈相關的蛋白質。研究者們正在努力攻克降低大腦中β-澱粉樣蛋白水平或者抑制其形成的方法。

    最重要的是,血液中脂多糖水平的提高對於大腦中β-澱粉樣蛋白的增多而言會發揮巨大的助力作用,而β-澱粉樣蛋白又是阿爾茨海默病的主要特徵。其他研究發現,接受腹腔脂多糖注射的小鼠會發生嚴重的記憶問題。2627脂多糖也被發現與腦源性神經營養因子的產量下降有關。 28 此外,我們現在還發現,阿爾茨海默病患者血漿中的脂多糖水平是健康人的三倍(見圖2-2)。 29 這是腸道-大腦聯繫及炎症與腸道通透性影響的又一力證。我們已知的是,所有人的腸道中都存在脂多糖,因為這是腸道細菌的一種重要結構組分,但它絕不應出現在血液中,血液中的脂多糖極具毀滅性。

    脂多糖與阿爾茨海默病

    肌萎縮側索硬化又稱盧伽雷病(Lou Gehrig抯disease),由於無法治癒且僅有一種療效甚微的FDA批准藥物,所以肌萎縮側索硬化幾乎是一種毀滅性的致命疾病。在美國,肌萎縮側索硬化波及超過3萬名患者。當前的研究正聚焦於肌萎縮側索硬化中脂多糖及腸道通透性的作用。肌萎縮側索硬化患者不僅血漿中的脂多糖水平較高,而且脂多糖水平與疾病嚴重程度直接相關(見圖2-3)。這一最新數據令許多專家都感到好奇,肌萎縮側索硬化的主要誘發因素究竟是不是既不在大腦中也不在脊髓中,而是存在於腸道里。換言之,這些年來,研究者們對這種疾病的研究可能都用錯了地方。關於脂多糖及其誘發炎症的證據十分確鑿,以至於舊金山大學的科學家們認為這一知識可能“代表著對肌萎縮側索硬化患者進行干預治療的最新靶點”。30


    脂多糖與ALS

    還有一項研究也可以展示脂多糖的威力:拉什大學醫學中心的克里斯托弗·福塞斯(Christopher Forsyth)博士及其同事已經發現脂多糖和腸道通透性對於帕金森病的直接相關聯繫。31 帕金森病患者的脂多糖水平要高於健康者。在下一節中,我們會繼續瞭解抑鬱症的最新研究,以及最凶惡的犯罪嫌疑人—脂多糖水平提高是如何誘發情緒障礙的。