人体微生物种类繁多，数量巨大，它们共同组成了口腔、皮肤、泌尿和胃肠道四个微生态系统，其中以肠道微生态系统最为主要、最为复杂。人肠道中的细菌数量达十万亿，种类达~种，在机体中扮演了举足轻重的角色。其在肠道中的代谢物通过肠脑轴途径对人体行为和心理产生影响，甚至与脱发、肥胖、多发性硬化症和糖尿病等病症有关。
从肠-脑轴到菌-肠-脑轴
肠道拥有比脊柱或中枢神经系统更多的神经元，但长期被误以为仅控制消化和蠕动。肠神经系统通过迷走神经直连大脑，其中90%的神经纤维传播信息并影响大脑，即肠-脑轴。
目前，科学家们通过大量试验提出肠道微生物代表人“第二脑”的功能。肠道微生物可以通过分泌物质和直接刺激消化道上皮组织达到最终调节中枢系统的作用，也可以在中枢系统的下行信号转导下，根据肠道内分泌、动力、肠粘膜通透性的改变而发生一系列变化，而这个变化也会引发中枢的变化。
因此，肠道微生物的组成改变可以通过菌-肠-脑轴影响动物的心理和行为。
菌-肠-脑轴信息传递途径
壹·脱发
研究者选取小鼠为实验对象，实验开始时，他们给有菌和无菌两组小鼠分别提供了含和不含生物素的饮食，但并没有看到脱发的表现。然后他们重复了这一实验，只是这次不同的是，他们给老鼠服用了长时间的抗生素来破坏肠道菌群的平衡。正如预期的那样，他们发现肠道菌群在抗生素治疗后失衡，而小鼠也很快便出现了轻度脱发现象。
而当他们用乳酸菌喂养肠道菌群失衡的小鼠时，他们发现脱发现象变得更加严重，小鼠变得几乎完全秃头。
随后，他们进行了对照试验：给正常小鼠和肠道菌群失衡小鼠喂食正常水平的生物素（有防止脱发的功效），也添加了乳酸杆菌，这些小鼠完全没有脱发。
结果足以证明，肠道菌群失衡后增添的乳酸杆菌是脱发重要因素。
菌群失调及乳酸杆菌作用下严重脱发
贰·肥胖
科学家利用小鼠开展了以下研究
胖、瘦人肠内细菌分别移植老鼠体内
在第22天和第35天检测两组小鼠的脂肪含量，下图曲线表明肠道菌群与肥胖存在明显联系。
移植肠内细菌的小鼠脂肪含量
实验发现，在肥胖病人的肠内缺乏多形杆状菌、多歧杆菌等细菌，多形杆状菌分泌短链脂肪酸，能防止肥胖。
脂肪细胞不断摄入血流中流动的脂肪，使得细胞变大从而导致肥胖。短链脂肪酸被肠道吸收，进入血液，遍布全身，能阻止脂肪细胞吸收脂肪，抑制多余脂肪的堆积，避免肥胖。此外，短链脂肪酸还能作用于肌肉，燃烧脂肪。
因此，肠内缺乏分泌短链脂肪酸的多形杆状菌、多歧杆菌等细菌，可能是肥胖的一个重要原因。
叁·多发性硬化症
多发性硬化症（MS）是最常见的一种中枢神经脱髓鞘的自身免疫疾病，由基因和环境因素共同作用。其临床特征为发作性视神经、脊髓和脑部的局灶性障碍。据研究表明，肠道微生物组的变化会改变实验型多发性硬化症小鼠的脑内免疫细胞的活性。
研究人员对部分多发性硬化症小鼠喂食了一种不含色氨酸的食物，结果显示这些小鼠的小胶质细胞产生了VEGF-B（一种血管内皮生长因子），而VEGF-B激活了星形胶质细胞（Astrocyte），导致小鼠表现出了更多的MS症状；当食物中添加色氨酸后，小胶质细胞则释放TGFα（表皮生长因子家族成员），抑制星形胶质细胞，健康得到改善。
由此表明：由共栖菌群产生的膳食色氨酸的代谢产物控制小胶质细胞活化TGFα和VEGF-B的产生，并通过芳香烃受体（AHR）介导的机制调控星形胶质细胞和CNS炎症的转录程序。
调控示意图
这一实验的全新发现对多发性硬化症和其他神经退化类疾病（帕金森病和阿兹海默症等）的新疗法充满了指导意义。
肆·糖尿病
糖尿病是一种代谢性疾病，它的特征是患者的血糖长期高于标准值。高血糖会造成俗称“三多一少”的症状：多食、多饮、频尿及体重下降。
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Ⅰ型糖尿病是由于身体无法生产足够的胰岛素或根本无法生产胰岛素，病理上也被叫做胰岛素依赖型糖尿病（IDDM）或是青少年糖尿病（因属于先天性疾病，大多数是在婴儿时期至青少年期间发病，故名），病因目前不明。
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Ⅱ型糖尿病始于胰岛素抵抗作用异常（细胞对于胰岛素的反应不正常）或细胞对胰岛素没有反应，而本身胰脏并没有任何病理问题。
糖尿病分型
糖尿病的分型
GLUT4：glucosetransportertype4，一种葡萄糖转运蛋白。
关于Ⅱ型糖尿病，我国华大基因研究院率先进行宏基因组关联研究（宏基因组：环境中全部微生物遗传物质的总和），并研究了个中国人肠道微生物DNA，鉴定和验证了大约种Ⅱ型糖尿病相关标志物。
实验明确了中国人群中糖尿病患者与非糖尿病患者在肠道微生物组成的差异，发现Ⅱ型糖尿病肠道微生物中等程度失调、一些通用丁酸丰度降低、各种机会致病原体增加以及赋予硫酸盐还原等微生物功能的富集。
此外，有23个额外个人分析表明，这些微生物相关标志物可能将用于Ⅱ型糖尿病的分类。
关于Ⅰ型糖尿病，相关实验发现，Ⅰ型糖尿病病因与短链脂肪酸有关。如果短链脂肪酸分泌减少，胰岛素也会减少，从而导致糖尿病；反之，增加短链脂肪酸能使胰岛素增加。因此，可通过该途径治疗糖尿病。
短链脂肪酸增加使胰岛素增加
因此，肠道菌群不管是对Ⅰ型糖尿病还是Ⅱ型糖尿病，都有着至关重要的意义。
肠道菌群其实也不是只会失衡捣乱
通过细菌的分泌代谢物发挥调节作用
对机体也有积极的一面
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