健脾也能“解忧”?——山药通过肠-脑轴改善结肠炎小鼠的焦虑抑郁
炎症性肠病(IBD)是一种慢性复发性胃肠道炎症性疾病,主要包括克罗恩病和溃疡性结肠炎,其病理特征涉及肠道黏膜屏障损伤、免疫稳态失衡和过度炎症反应。近年来流行病学研究表明IBD患者罹患焦虑抑郁等精神共病的风险显著升高,活动期患者焦虑患病率高达68.4%、抑郁达52.6%,远高于缓解期患者,这种"肠-脑轴"交互作用被认为是IBD相关精神障碍的核心机制,即肠道炎症导致黏膜屏障破坏使脂多糖(LPS)等微生物产物入血并穿过血脑屏障激活小胶质细胞引发神经炎症,同时色氨酸代谢紊乱特别是5-羟色胺(5-HT)系统失调在情绪调节中扮演重要角色。然而目前临床常用IBD治疗药物主要针对肠道炎症,对精神共病改善效果有限且常伴副作用,因此寻找能同时调节肠道和中枢神经系统的安全可及膳食干预策略具有重要临床意义。山药作为药食同源传统植物富含多糖、黄杉素、胆碱等活性成分,具有健脾益胃传统功效及免疫调节和屏障保护现代药理作用,但其在肠-脑轴层面对结肠炎及精神共病的影响尚不明确。
25年12月23日,中国农业大学果蔬加工重点实验室副主任陈芳教授在《Food Frontiers》期刊上发表了一篇题为“Chinese Yam (Dioscorea) Improves Psychiatric Comorbidities of Colitis Mice Through Regulating 5-HT Metabolism”的研究论文,该研究以山药为研究对象,探究其对葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎小鼠肠道炎症及相关精神合并症的改善作用,并从肠-脑轴角度解析其调控5-HT代谢的潜在机制,为IBD相关精神障碍的膳食干预提供了全新的实验依据和理论支撑。
该研究采用DSS诱导的结肠炎小鼠模型,通过灌胃给予山药粉干预,从肠道病理、行为学、神经炎症、突触可塑性、5-HT代谢及外周免疫等层面系统评估其保护作用。在肠道层面,山药显著改善DSS诱导的病理损伤,缓解体重下降,抑制胸腺萎缩和脾脏肿大,减轻腹泻并降低粪便评分和含水量;组织学显示其减少炎症细胞浸润、恢复杯状细胞数量,上调Muc2和TFF3表达以修复黏液屏障,同时降低血清LPS和一氧化氮水平,改善肠道通透性。行为学层面,旷场、悬尾、高架十字迷宫和埋珠实验表明山药显著缓解焦虑和抑郁样行为,增加自发活动、缩短悬尾不动时间、增加开放臂进入次数并减少埋珠数量,且海马和皮层病理染色证实其减轻神经元变性和核固缩。在神经炎症和突触可塑性方面,山药抑制小胶质细胞活化,下调TLR4/MyD88/NFκB/NLRP3通路,减少IL-6、TNF-α、IL-1β并上调IL-10;透射电镜显示其保护突触后致密区超微结构,增加PSD-95和SNAP-25表达,促进BDNF、NGF和NT3水平。在5-HT代谢方面,靶向代谢组学和转录分析显示山药逆转粪便、血清和皮层中5-HT、5-HTP和5-HIAA的下降,结肠中上调TPH1和Maoa,皮层中上调Maoa和HTR2C,且5-HT水平与抗炎因子及免疫指标密切相关;同时山药降低血清CRH、ACTH和CORT水平,调节过度激活的HPA轴。在外周免疫层面,流式细胞术显示山药恢复脾脏、淋巴结和外周血中B细胞、总T细胞及CD4+ T细胞比例,且5-HT水平与CD4+ T细胞数量呈显著正相关,提示山药可能通过调节CD4+ T细胞介导的免疫稳态影响5-HT代谢和神经功能。
总之,该研究首次系统揭示了山药通过调节肠-脑轴功能,改善IBD相关精神共病的作用机制。其核心机制可概括为:山药通过修复肠道黏液屏障、减少LPS入血,抑制了外周和中枢的炎症反应;同时,通过上调TPH1和Maoa等关键酶的表达,恢复了5-HT代谢稳态,并调节了HPA轴功能;此外,山药还能重塑外周免疫细胞(尤其是CD4+ T细胞)的组成,形成免疫-神经-内分泌网络的协同调控。这一多靶点、多层次的调节作用,凸显了山药作为功能性膳食干预策略的独特优势。
原文链接:https://doi.org/10.1002/fft2.70224
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