微生物对与应激相关信号分子的调控及其在健康与疾病中的作用

微小的肠道居民如何塑造我们的应激反应

大多数人把应激视为发生在大脑中的事情，但本文指出，一些对应激反应至关重要的参与者居住在我们的肠道中。肠道微生物的功能远不止帮助消化：它们能合成、分解并改造控制我们对压力、恐惧和疼痛反应的激素。理解这种隐秘的共生关系，可能为缓解炎症性肠病、抑郁以及其他与应激相关的疾患提供新途径。

身体内建的警报系统

作者首先概述了应激反应的常规模式。当我们面临挑战时，大脑启动一条指挥链，经过垂体和肾上腺，向全身释放化学信使，例如类似肾上腺素的儿茶酚胺和称为糖皮质激素的类固醇激素。这些信号提高心率、改变血流分配、调整肠道运动并使免疫系统进入“战斗或逃跑”状态。直接连入消化道的神经为信号快速传递到肠道提供了通路，收紧或放松肠屏障并改变微生物栖息的局部环境。这使肠道成为应激生物学与微生物组持续交汇的关键十字路口。

微生物如何“听见”并“回应”应激信号

数十年的研究表明，许多细菌能够感知并利用我们的应激化学物质。早期实验显示，某些肠道菌和致病菌在接触去甲肾上腺素与肾上腺素等儿茶酚胺时生长更快、变得更具攻击性。其他研究表明，细菌可以摄取这些分子，将其转化为新形式，或甚至从酪氨酸等氨基酸合成类似化合物。同时，宿主的酶常通过将小的化学基团连接到儿茶酚胺上来“关闭”其活性；携带相应工具的肠道细菌可以将这些基团切除，恢复分子的活性。在无菌小鼠中，肠道内大多数应激递质处于失活形式，但引入特定细菌后活性库得以恢复，表明微生物直接控制这些信号的可用量。

在体内改造应激类固醇

综述接着讨论糖皮质激素，这类类固醇激素以抑制炎症和帮助机体应对持续应激而闻名。少量此类激素可从血液进入肠道或在肠上皮局部合成，与密集的细菌群落相遇。许多肠道微生物携带专门的酶，能够修剪、重排或还原这些类固醇分子。有些微生物切除侧链将其转变为具有更类似性激素特性的雄激素，从而影响血压甚至激素敏感性癌症；有些则去除特定化学基团，削弱激素与受体结合的能力，或进一步还原其结构使其无法被循环系统再利用。还有些微生物逆转宿主的“失活”步骤，去除连接的硫酸或类似糖类基团，使类固醇重新回归活性循环。总体而言，这些作用使微生物组成为调节类固醇强度与平衡的动态旋钮。

当应激、炎症与微生物互为因果时

这些密切的化学交换在应激与肠道微生物均已紊乱的疾病中尤为重要。炎症性肠病（IBD）是一个典型例子：患者表现为慢性肠道炎症、微生物群落改变以及对应激的敏感性增加。应激激素可以松动肠道屏障，使更多微生物及其产物穿越并激活免疫系统。与此同时，IBD常与能重塑皮质醇及相关类固醇的物种增殖有关，也伴随产生短链脂肪酸的细菌减少——短链脂肪酸是通常有助于封闭屏障并抑制炎症的小型发酵产物。动物研究表明，这些微生物学上的变化可放大激素失衡与免疫活性，把患者锁入应激加重肠病、肠病又加剧应激的恶性循环。

平抑肠道—应激循环的新途径

由于微生物处在应激信号与炎症的交汇点，它们成为新疗法的有吸引力靶标。文章强调，富含菊粉等纤维的饮食可增加有益的发酵产物、缓解肠道炎症并减轻 IBD 模型中的某些应激相关损害。鼠李糖乳杆菌等益生菌菌株已被发现能够收紧肠屏障、降低应激诱导的激素峰值并降低动物的痛觉敏感性。将短链脂肪酸直接输送到结肠可以减少小鼠的类焦虑行为，并在人类社会应激中减弱皮质醇反应。这些早期成果表明，精心设计的益生菌、益生元和微生物代谢产物或可通过重塑肠道对激素的处理来帮助重置应激反应。

这对日常健康意味着什么

最后，作者认为应将肠道微生物视为我们应激生物学中的主动伙伴，而非被动旁观者。通过合成、改造和循环利用与应激相关的信号分子，微生物组可以影响我们对挑战的反应强度、恢复速度以及应激诱发慢性疾病的可能性。这并不意味着存在某种单一的“灵丹妙药”微生物能够治愈应激，但表明保护和培育健康的肠道生态系统可能是构建韧性的最有效工具之一。随着研究者更详细地绘制这些微生物—激素相互作用并在人体中验证它们，支持肠道健康的日常策略可能成为管理应激、情绪和炎症性疾病的核心组成部分。

引用: Sie, C., Tropini, C. Microbial regulation of stress-associated signaling molecules and its role in health and disease. npj Biofilms Microbiomes 12, 65 (2026). https://doi.org/10.1038/s41522-026-00932-w

关键词: 肠道微生物组, 应激激素, 微生物-肠-脑轴, 炎症性肠病, 微生物内分泌学