GABA与肠和脑的关系

微生物广泛存在于皮肤，乳腺，胎盘，精液，子宫、卵泡、肺、唾液、口腔粘膜和结膜，但最丰富的存在于胃肠道。这个复杂的群落被称为被遗忘的器官，因为它与生物体的不同部分有着重要的关系，并对健康和疾病产生影响。

一些定殖人类的微生物是共生的（非有害共存），其他微生物是互惠的（互利的），有些是通过致病机制或通过它们产生的代谢物是有害的。对大多数人来说，这一作用并没有被很好地理解，但越来越多的证据表明，存在着重要的关系。

越来越多的数据表明，微生物群与中枢神经系统之间通过各种作用包括生物活性复合物的释放存在着联系。我们的肠道菌群也能够释放出有效而直接影响大脑化学的分子。有迹象表明，它们甚至可以调节神经递质的产生，从而不仅影响我们的整体健康，也影响我们的情绪和行为。因此，肠道微生物群被证明可以调节肠道和中枢神经系统的发育和功能。微生物群对宿主外周神经和中枢神经系统的系统效应研究显示出了深远的影响。这些相互作用共同被称为肠道微生物——肠-脑轴。一个例子是产孢梭菌在肠道中产生的3-吲哚丙酸，是一种高效的神经保护性抗氧化剂，清除羟基自由基。这种分子从肠中被吸收并运输到大脑，在脑中它可以抗脑缺血和阿尔茨海默病起到神经保护作用。

GABA或γ-氨基丁酸是哺乳动物中枢神经系统的主要抑制性神经递质。它在降低整个神经系统的神经元兴奋性方面起主要作用。这可能是肠道微生物群影响情绪的原因。低水平的GABA与抑郁症和情绪障碍有关。结果表明，给予健康雄性BALB/c小鼠4周的鼠李糖乳杆菌（JB-1），促进特定脑区GABA A和-B受体亚型的一致变化，伴随着焦虑和抑郁相关行为的减少。

在这项研究中，研究人员发现，当他们通过外科手术切除连接肠道和大脑的迷走神经时，这种效应消失了，这表明迷走神经传入大脑可能是肠道有益细菌影响行为的重要途径，尽管其他研究没有发现迷走神经切断后的变化。

小鼠每天接受1×109 cfu的JB-1，持续4周，每周和停药后4周再次进行MRS，以确定这些神经代谢物的时间变化。2周时谷氨酸（~10%）和N-乙酰天冬氨酸（~37%）出现延迟性增加，仅持续到治疗结束。然而，在停止治疗4周后谷氨酸仍然升高。GABA显著升高（~25%）仅在4周时出现。这些结果表明，在寻求精神活性细菌作用机制的过程中，存在着特定的代谢途径。此外，在治疗2周前，大脑活动和代谢的丰富的生物标记物（包括谷氨酸和N-乙酰天冬氨酸）没有升高，这与抗抑郁药的临床治疗作用的已知延迟是一致的。GABA仅在4周时升高也符合这个建议。

最近的一项发现是，肠道中的一些细菌可能是由神经系统或至少是典型的神经递质喂养的。波士顿东北大学的Philip Strandwitz和他的同事们发现，如果他们提供GABA分子，他们只能培养一种最近发现的肠道细菌，称为KLE1738。«没有什么让它成长，除了GABA»

这组研究人员目前正在研究消耗甚至产生GABA的其他胃肠道菌群。然后，他们将研究这些GABA浓度变化对动物神经回路和行为的影响。临床情绪障碍、慢性疲劳和神经退行性疾病(如帕金森氏病和阿尔茨海默病)中微生物群谱的变化之间的关联开始被报道。希望这项关于大脑-肠轴的研究可能会为这些疾病和障碍的治疗带来新的可能性。