虽然GUT Microbiota成熟是一生中明显的动态过程,但是两到三年的生命可以代表靶向微生物群的膳食干预的最关键时期,并对提高儿童生长和大脑发育的贡献。目前微生物组研究的一个领域研究了婴儿和幼儿的肠道和大脑的开发之间的密切关系。

一个新的审查由科克大学学院、格罗宁根大学、瓦赫宁根大学、阿姆斯特丹AMC和乌得勒支和新加坡纽特里西亚研究中心的研究人员领导的这项研究探索了大脑发育的程度,以及在生命早期肠道菌群调节功能的程度。

首先,研究人员回顾了从出生后的头几个月到3岁,大脑和肠道菌群的平行发展。早期生命的微生物殖民和大脑发育均有脆弱性的关键时期,其中肠道和大脑之间存在广泛的串扰。

在此期间的早期生命期间,肠道微生物群和大脑迅速发展。早期寿命微生物群殖民与神经元迁移平行运行。后来,在接下来的两到三年内的肠道殖民化与大脑的轴突生长,髓鞘和突触细化的关键时期一致。这些生理变化导致我们的微生物群稳定的状态和幼儿期间神经网络的整合,充分营养是影响肠道微生物群和大脑的发展的重要因素。

如今,我们知道大脑和肠道之间的双向交流是由肠道菌群调节的,这使得“肠道-大脑轴”的概念演变为“微生物-肠道-大脑轴”的概念。用于阐明肠道微生物群在行为和认知方面的作用的方法包括使用无菌动物、接触抗生素的动物、剖宫产模型和母亲压力暴露。

绝大多数研究已经解析了肠道微生物群和大脑发育和功能之间的关系来自动物模型,从而阻碍了临床前发现的翻译成人。

在这种背景下,现有的临床前数据表明,肠道微生物群也与中枢神经系统通信——可能通过神经、内分泌和免疫途径——从而影响大脑功能和行为。最广泛研究微生物在生命早期的定植影响大脑正常发育的机制包括

  • 肠道上皮屏障和血脑屏障功能的调节,肠道胶质细胞稳态和小胶质细胞成熟,
  • 通过下丘脑 - 垂体肾上腺轴(HPA轴)的激素和神经调节,和
  • 调节免疫和代谢功能(通过细菌代谢物,如短链脂肪酸,以及神经递质,如谷氨酸和-氨基丁酸)。

最后,研究人员还回顾了营养干预的影响,这些干预可以通过调节新生儿的微生物群来塑造神经发育。有很少有临床前和临床研究探索饮食或特定营养物质如何通过肠道微生物群影响大脑功能。Of those, the most frequently studied factors that may drive the composition of the infant’s early gut microbiota and subsequent development were maternal diet (during gestation and lactation), early postnatal diet, supplementation with the omega-3 polyunsaturated fatty acids (eicosapentaenoic and docosahexaenoic acids), and prebiotics (human milk oligosaccharides, short-chain galactooligosaccharides, long-chain fructooligosaccharides, and inulin), probiotics and synbiotics supplementation (e.g.乳杆菌GG和益生菌混合物)。

值得注意的是,为了评估通过肠道菌群保护正常大脑发育的营养干预的结果,迫切需要在各个研究中使用标准化参数。此外,长期的后续研究将有助于阐明早期生命中肠道微生物群和大脑发育之间的相互作用,这一问题刚刚开始被破译,主要是通过基础研究。

总的来说,肠道微生物群在早期生命中的发展方向性的神经发育的关键时期。因此,早期寿命营养是可以塑造微生物群和大脑发育的重要可修饰因素。需要进一步的临床研究,以更好地了解营养,肠道微生物生物和大脑发展之间的相互作用,并对通过肠道微生物植物改善大脑健康的营养产生明确的建议。

参考:

王胜,王志强。以肠道微生物群为目标,影响早期大脑发育和功能> Biobehav Res。2018;95:191-201。DOI:10.1016 / J.NEUBIOUEREV.2018.09.002。