益生菌具有预防老年痴呆认知障碍的潜力
越来越多的证据表明益生菌不仅能够改善生理功能，比如上皮屏障功能、肠道稳态和免疫反应；益生菌也可以通过微生物-肠-脑轴影响中枢神经系统功能和行为，从而对精神和神经系统疾病产生有益的影响。2016年，来自伊斯兰阿萨德大学等机构的研究人员研究发现补充益生菌12周能够改善老年痴呆患者在简易精神状态评定量表（MMSE）中的评分情况，MMSE是一种认知损伤的标准测试方法。虽然得分的改善并不明显，而且所有的患者依然保持着认识损伤的状况，但是这也提出了益生菌改善老年痴呆患者认知功能的可能性。近日，一项发表在《Scientific Reports》杂志上的研究再次发现补充短双歧杆菌（Bifidobacterium breve）可以改善老年痴呆小鼠的认知功能损伤，再次表明益生菌对于老年痴呆认知损伤的治疗潜力。
老年痴呆是一种最常见的痴呆类型，通常被认为是由于大脑中β-淀粉样蛋白的积累导致的。因此，许多研究主要关注如何控制大脑中β-淀粉样蛋白的水平和阻止β-淀粉样蛋白的毒性。给啮齿类大脑侧脑室注射β-淀粉样蛋白可以模拟老年痴呆的特征，广泛用于老年痴呆新药的开发和评估。本研究就使用这一小鼠模型评估了短双歧杆菌对老年痴呆小鼠认知功能的改善作用。给小鼠侧脑室注射β-淀粉样蛋白可以导致小鼠的认知功能损伤，表现为小鼠在Y迷宫测试中自发变换行为的显著降低和被动回避实验中潜伏期的缩短。补充短双歧杆菌可以显著纠正这些异常行为，表明其对认知功能损伤的改善作用。
神经炎症与神经退行性疾病有关，包括老年痴呆。一些研究表明β-淀粉样蛋白可以诱导大脑氧化应激以及激活小胶质细胞和星形胶质细胞，导致神经炎症、神经损伤和认知障碍。也有研究表明老年痴呆患者和老年痴呆动物模型的大脑皮质中炎症和免疫反应相关的基因表达上调。同样的，小鼠侧脑室注射β-淀粉样蛋白也可以明显的重塑小鼠海马的基因表达，参与免疫反应和应对外界刺激的基因表达上调。然而，令人惊讶的是，几乎所有这些差异表达的基因在补充短双歧杆菌后，其表达均趋于正常，表明益生菌抑制了β-淀粉样蛋白诱导的神经毒性并使基因表达谱趋于正常化。尤其值得注意的是，在学习和记忆过程中发挥关键作用的bdnf基因的表达在补充短双歧杆菌后恢复上调到正常水平。
因此，研究人员推测补充短双歧杆菌可能通过对免疫反应和神经炎症的调节作用来阻止老年痴呆小鼠的认知功能降低。以前的研究表明益生菌可以改变肠道菌群组成，进而调节大脑中的基因表达。在本研究中，虽然Bifidobacteriaceae, Odoribacteraceae和Lachnospiraceae细菌的比例发生了改变，但是短期补充短双歧杆菌并不会显著影响整体肠道菌群组成，这也表明益生菌可能通过其它机制发挥作用。一种可能的机制是通过刺激迷走神经改变肠道和大脑之间的交流，迷走神经能够将外周器官的信息传递到中枢神经系统。一些益生菌可通过迷走神经调节焦虑样行为，刺激迷走神经可通过神经递质乙酰胆碱发挥抗炎症作用。
有研究报道补充活性或无活性的益生菌都能够通过作用于肠道神经系统阻止结肠扩张诱导的内脏疼痛，表明益生菌的结构组分也可能在调节宿主生理过程中发挥重要作用。此外，热杀死的短乳杆菌也能够调节肠道迷走神经活性和自主神经传递，表明益生菌结构组分在调节神经功能中的作用。在本研究中，研究人员也发现无活性的短双歧杆菌也能部分恢复老年痴呆小鼠的认知功能损伤，这表明益生菌的结构组分也可能通过刺激迷走神经调节神经免疫反应。但是，我们仍需进一步研究去探索短双歧杆菌是否直接刺激迷走神经，并阐明益生菌、迷走神经和神经调节之间的联系。
肠道菌群调节的代谢改变可能也参与短双歧杆菌的认知改善作用。补充一些益生菌可以影响肠道细菌的代谢活性并调节宿主的代谢组，影响中枢神经系统功能。一些代谢物可以通过血液循环穿过血脑屏障，进入中枢神经系统直接影响神经功能。短链脂肪酸是肠道细菌的主要代谢产物，能够参与免疫调节功能，降低炎症性肠病动物模型的结肠炎症。因此，短双歧杆菌可能通过产生短链脂肪酸调节大脑的免疫反应。确实如此，研究发现，补充短双歧杆菌可以增加血浆中乙酸的水平；同时，在饮水中添加乙酸可以部分改善老年痴呆小鼠的认知功能，表明短双歧杆菌的保护作用可能部分通过增加乙酸的产生来调节。
直到现在，临床上还没有成功治疗老年痴呆的方法或药物报道。在老年痴呆被诊断时，往往已经比较严重，这使得那些减少β-淀粉样蛋白产生或抑制β-淀粉样蛋白毒性的治疗特别具有吸引力。在本研究中，虽然研究人员没有观察短双歧杆菌是否可以抑制β-淀粉样蛋白的积累，但是补充短双歧杆菌不仅可以显著改善老年痴呆模型小鼠的认知功能，也可以抑制β-淀粉样蛋白诱导的炎症和免疫反应相关的基因表达异常，表明短双歧杆菌对于老年痴呆认知障碍的治疗潜力。此外，短双歧杆菌作为一种益生菌可能也是一种用于老年痴呆的长期治疗的好选择，因为益生菌通常被认为是安全的，可以长期补充。