
情绪障碍主要包括重度抑郁症和广泛性焦虑症,以高发病率、高致残率和高复发率为特征,已成为全球性的公共卫生负担。传统理论将情绪障碍的发病机制归因于单胺类递质功能不足、下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴功能紊乱以及系统性慢性低度炎症等因素。虽然基于上述假说已开发出多种选择性血清素再摄取抑制剂等药物,但临床应用仍面临起效滞后、副作用明显及约三分之一患者耐药等显著局限。
近年来,菌群-肠-脑轴作为连接肠道生理与中枢神经系统的关键桥梁,为理解情绪障碍提供了全新视角。人体肠道栖息着约100万亿个微生物,不仅参与免疫调控与递质平衡,还通过神经、内分泌、代谢及免疫等多条双向通路深度干预大脑功能。
鉴于传统药物治疗的局限性,B族维生素作为维持神经系统功能的基础水溶性营养素,其缺乏与情绪异常显著相关。B族维生素主要包括B1(硫胺素)、B2(核黄素)、B3(烟酸)、B5(泛酸)、B6(吡哆醇)、B7(生物素)、B9(叶酸)和B12(钴胺素)。它们作为辅酶参与能量代谢、甲基供体生成及神经递质合成,并在维持线粒体功能中发挥重要作用。最新的研究视角已从单纯的神经系统直接作用,转向B族维生素与肠道菌群的深层共生互作:肠道菌群具备原位合成B族维生素的能力,而外源性补充B族维生素亦能显著改善肠道微生态。系统阐述B族维生素如何通过调节菌群-神经递质轴来改善情绪障碍,对开发营养健康食品及制定精准营养干预策略具有重要意义。
1 B族维生素、肠道菌群与神经递质代谢的互作网络
1.1 B族维生素参与神经递质合成与代谢
神经递质的生物合成高度依赖生化辅因子,B族维生素作为多种限速酶的关键辅酶,深度参与单胺类、氨基酸类及胆碱类神经递质的循环与稳态。维生素B1的活性形式焦磷酸硫胺素(TPP)是三羧酸循环的必需物质,通过维持能量供给及保护神经元免受氧化应激,保障γ-氨基丁酸(GABA)等神经递质的正常产生。维生素B2的活性形式黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)调节色氨酸-犬尿氨酸代谢流向,并作为MTHFR辅因子影响一碳代谢。维生素B3是合成NAD⁺和NADP⁺的前体,保障还原剂NADPH的供应以维持BH4水平,直接影响五羟色胺(5-HT)与多巴胺(DA)的生物合成,并参与犬尿氨酸通路发挥神经保护作用。维生素B5作为乙酰辅酶A的前体,是合成乙酰胆碱(ACh)的必需因子,对维持胆碱能神经系统功能至关重要。维生素B6的活性形式磷酸吡哆醛(PLP)是谷氨酸脱羧酶的辅酶,直接介导兴奋性谷氨酸向抑制性GABA的转化,同时参与5-HT和DA的合成。维生素B9的活性形式四氢叶酸是必需的甲基供体营养素,维持免疫应答与神经元稳态。维生素B12的活性形式为甲钴胺和腺苷钴胺,对神经细胞中的核酸合成、髓鞘合成及神经再生不可或缺。
1.2 肠道菌群对B族维生素的生产与调控作用
肠道微生物群是内源性维生素合成工厂,约40%至65%的肠道细菌具备合成不同形式B族维生素的能力。其中拟杆菌门与梭杆菌门是最常见的B1合成菌群,拟杆菌门、梭杆菌门及高达92%的变形菌门携带从头合成B2的关键基因。嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌及长双歧杆菌等乳杆菌与双歧杆菌可从头合成B1、B2、B9及B12等成分。脆弱拟杆菌、普雷沃氏菌、大肠杆菌、产气柯林斯菌等广泛携带合成B3、B5与B6的基因。约79%的梭杆菌门和71%的变形菌门具备B9合成能力,脱氮假单胞菌、巨大芽孢杆菌、费氏丙酸杆菌等则具备生产B12的能力。此外,菌群内部存在精妙的交叉喂养机制,高产维生素菌株合成的维生素可供缺乏合成能力的菌群利用,产酸菌发酵产生的有机酸能降低肠道pH值,提高B族维生素的化学稳定性与跨膜转运效率。
1.3 肠源性神经递质对大脑的调控作用
肠道特定细菌能够合成多种神经递质或其前体,双歧杆菌与乳杆菌能高效合成GABA,芽孢杆菌等可引导色氨酸代谢向5-HT转化,并能产生DA和去甲肾上腺素(NE)。这些肠源性分子虽难以直接穿过血脑屏障,但可通过刺激肠神经系统经迷走神经直达大脑,或者利用代谢产物调节系统性炎症维护血脑屏障完整性,亦可调节色氨酸等前体物质进入血液循环并在脑内重新合成递质。
1.4 B族维生素、菌群与神经递质的复杂互作关系
B族维生素与肠道微生物之间存在双向调控机制。补充高剂量或结肠靶向递送的B族维生素可直接改变肠道菌群的多样性与丰度,例如B2可增加普氏粪杆菌丰度。B族维生素还可以作为辅酶促进细菌代谢,如B1和B2参与丁酸盐的生成途径。同时,菌群合成维生素满足宿主与菌群自身需求,但部分致病菌会下调维生素转运体表达阻碍吸收,约20%至30%缺乏合成能力的肠道微生物也会与宿主或其他菌群竞争吸收外源性B族维生素。
2 B族维生素-菌群-神经递质轴在情绪障碍中的调控机制
B族维生素通过多重生物学机制协同调节情绪稳态,形成以肠道菌群为枢纽、B族维生素为调控因子的多维网络。
2.1 色氨酸-5羟色胺通路
色氨酸是5-HT与犬尿氨酸(Kyn)的共同前体。在应激或炎症状态下,促炎因子诱导吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)过表达,使色氨酸大量转向生成具有神经毒性的喹啉酸(QA),削弱5-HT合成。维生素B2(FAD)与B6(PLP)作为该通路的限速酶辅因子,能协同促使犬尿氨酸转化为具有神经保护作用的犬尿氨酸酸(KA)。产B2的植物乳杆菌等菌株亦能显著降低Kyn水平并提升产B6菌群丰度,优化色氨酸代谢流向。
2.2 同型半胱氨酸代谢
高同型半胱氨酸血症(hHcy)会诱发氧化应激与神经元凋亡,增加情绪障碍风险。在甲基化循环中,叶酸与钴胺素协同介导同型半胱氨酸(Hcy)再甲基化转化为蛋氨酸,保障重要甲基供体S-腺苷蛋氨酸的合成,进而维持5-HT和DA的产生。同时,维生素B6驱动Hcy进入转硫通路合成抗氧化剂谷胱甘肽,保护神经元免受损伤。
2.3 下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴
HPA轴失调导致皮质醇过度分泌,是抑郁症的核心病理特征。B族维生素通过调节神经递质水平,有效降低HPA轴的应激高反应性。此外,具备B族维生素合成能力的罗伊氏乳杆菌等昼夜节律敏感菌株,其丰度稳态可防止HPA轴过度激活。
2.4 炎症与氧化应激
慢性炎症与活性氧(ROS)积累会导致线粒体功能障碍,抑制脑源性神经营养因子(BDNF)表达,造成海马体萎缩。B1、B5及B12保障三羧酸循环运作,B2与B3作为电子传递链复合物的关键组分支持ATP生成,叶酸和B12则通过清除具线粒体毒性的Hcy发挥保护作用,协同减轻神经炎症与氧化应激。

图1 B族维生素调控菌群-神经递质轴改善情绪障碍的核心机制图
Fig.1 Schematic diagram of the core mechanism by which B vitamins regulate the microbiota-neurotransmitter axis to improve mood disorders
3 靶向B族维生素-菌群-神经递质轴的营养干预策略
3.1 直接补充B族维生素
外源性补充B族维生素是临床营养干预的核心手段。在活性形式选择上,使用生物活性形式优于传统合成形式,能直接穿越血脑屏障并绕过遗传性代谢障碍。针对神经精神障碍,常需药理剂量以驱动酶促反应,例如大剂量B6可显著增强GABA能抑制作用,缓解焦虑。此外针对胃肠吸收较差的患者可采用舌下含服或注射B12,采用平衡的复合B族配方能产生协同效应,避免单一补充带来的继发性代谢失衡。
3.2 益生菌与益生元干预
利用具备内源性合成能力的特定菌株调节宿主营养与递质水平是新兴的“心理益生菌”路径。补充产叶酸的青春双歧杆菌或植物乳杆菌P8等产维生素益生菌,可增强体内B族维生素合成通路、提升神经递质水平并降低DASS-21焦虑与压力评分。在益生元与合生制剂方面,补充低聚半乳糖(GOS)与低聚果糖(FOS)等益生元,能特异性促进双歧杆菌等“内源性维生素工厂”增殖,降低清晨唾液皮质醇水平,并通过上调海马体BDNF表达增强神经可塑性。
3.3 膳食模式综合干预
整体膳食结构对心理健康具有深远影响。地中海饮食等健康模式富含全谷物、豆类、深色叶菜及发酵制品,不仅能直接提供天然B族维生素,还富含膳食纤维和益生元,可特异性促进产B族维生素益生菌的增殖。发酵产生的短链脂肪酸(SCFAs)能够抑制系统性炎症并保护血脑屏障。相反,高糖高脂加工饮食易导致菌群失调并削弱B族维生素的吸收与合成。建立以全食物为核心的饮食结构是维护情绪韧性的天然屏障。
4 总结与展望
B族维生素既作为中枢神经系统合成5-HT、DA及GABA等神经递质的必需辅因子,又作为肠道菌群代谢的枢纽分子,在维护心理健康中发挥着不可替代的双重作用。
基于这一轴线,未来个体化营养干预将走向精准医疗阶段。结合MTHFR等基因多态性检测与肠道微生物组测序,为患者定制活性形式B族维生素与针对性益生菌组合;针对不同人群的生理特点,科学配比不同种类的B族维生素,并应用微胶囊技术提高其在肠道中的靶向释放效率;进一步开展大规模多中心双盲对照试验,结合多组学数据与机器学习模型解决个体干预响应的异质性问题,深入阐明产B族维生素菌株对神经回路重塑的非经典机制,推动功能性食品与临床营养方案的迭代升级。
原文链接:https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=btsNj5Rv70ZTOLO_0jCKUGZOSG2s6P_nCvhQQx8k3e0POi9MsGMFuJEA7yT1IQ9S-TlH9IecpDQoqHTFxkroPLsG1IsA3Y8cPkIoJ330pDV5z7_lIFKsoYrb-rrwFYA8cp1XyS4QkCQa7aOdQvPd3RXLJXS72BdV0G9wnR44I12sVheVrNBZtA==


