缺乏纤维的饮食会通过肠道微生物区系和代谢物导致认知障碍和海马微管介导的突触丢失

认知障碍是一个日益严重的心理健康问题，是脑老化和神经退行性疾病的核心特征。尤其是工业化国家，已经经历了膳食纤维摄入量的显著下降，但低纤维摄入量与认知障碍之间的潜在机制却知之甚少。新出现的研究报告称，西方人群肠道微生物区系的多样性明显减少。然而，目前还不清楚缺乏纤维的饮食(会改变肠道微生物区系)是否会通过肠道-脑轴损害认知和大脑功能要素。

图片来源: https://doi.org/10.1186/s40168-021-01172-0

神经退行性疾病，包括阿尔茨海默氏症(AD，痴呆症最常见的形式)，对受影响的个人、他们的家庭以及健康和社会护理系统都有毁灭性的影响。流行病学证据表明，不健康的饮食和生活方式因素会增加患阿尔茨海默病的风险。柳叶刀委员会的结论是，40%的痴呆症病例可以通过解决可改变的危险因素(包括饮食)来预防。一项全球饮食调查显示，大多数成年人的膳食纤维摄入量严重不足。

例如，美国的平均纤维为15克/天，英国为13.6克/天，中国为11克/天。这明显低于世界卫生组织(WHO)建议的每天25-35克的纤维摄入量。然而，低膳食纤维摄入量和增加患神经退行性疾病的风险之间还没有建立起强有力的联系。

膳食纤维由复杂的碳水化合物组成，这些碳水化合物既不被消化也不被吸收，而是在胃肠道中发酵。因此，膳食纤维塑造肠道微生物区系，并影响发酵最终产物的水平，如短链脂肪酸(SCFA)。最近的证据表明，肠道微生物区系能够通过“微生物区系-肠道-脑”轴调节大脑的功能和行为，但其作用机制尚不清楚。

在无菌小鼠或抗生素治疗的啮齿动物中，肠道微生物区系失调通过激活小胶质细胞影响海马神经发生和脑发育。在这些研究的基础上，作者调查了纤维缺乏引起的肠道稳态失调如何通过肠道-脑轴导致认知功能下降。新出现的研究表明，肠道、大脑和免疫系统之间存在一种有趣的相互作用，其中任何失调的沟通都可能扰乱神经免疫稳态，并引发神经病理。

众所周知，LPS可以激活小胶质细胞并引发神经炎性反应，在人类和动物研究中，这种反应与突触丢失和认知功能减退有关。然而，到目前为止，还没有研究考察缺乏纤维的饮食对突触的超微结构和蛋白质组学特征的影响，或者对调节认知功能的大脑区域内免疫-小胶质细胞极化的影响。

膳食纤维缺乏扰乱了肠道-海马轴，可归因于认知功能减退。

图片来源: https://doi.org/10.1186/s40168-021-01172-0

本研究在慢性膳食纤维缺乏的小鼠模型中发现了一种以肠道-海马轴改变为特征的强健的认知衰退表型。值得注意的是，肠道微生物区系失调和单链脂肪酸减少表明膳食纤维缺乏和宿主肠道-脑轴改变之间存在相互作用。该研究发现表明，膳食纤维缺乏对大脑功能有不利影响，并强调了增加纤维摄入量的营养策略，以降低与饮食相关的认知衰退和神经退行性疾病的风险。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Hongli Shi et al. A fiber-deprived diet causes cognitive impairment and hippocampal microglia mediated synaptic loss through the gut microbiota and metabolites. Microbiome          (2021) 9:223. https://doi.org/10.1186/s40168-021-01172-0