我們的腸道里藏著許多頂級的微生物玩家，包括有益菌和有害菌，它們影響著我們大腦的功能，影響著我們的情緒和行為。這些錯綜復雜且相互關聯的溝通交流渠道構成了我們所熟知的“腸腦軸”。今天我們就一起來看看它們究竟是如何設法與我們的大腦溝通和交流的。
腸道微生物通過神經、免疫和內分泌途徑與中樞神經系統溝通交流，從而影響大腦功能和行為。無菌動物模型、病原體感染、益生菌干預或抗生素處理的動物研究表明，腸道菌群在調節焦慮、情緒、認知和疼痛方面發揮重要作用。因此，調節腸道菌群已經成為預防和治療錯綜復雜的中樞神經系統疾病的新興策略，而且表現出巨大的潛力。
大腦和腸道之間有三個主要的溝通渠道：神經系統，免疫系統和內分泌系統。循環系統和淋巴系統也起輔助作用。每個系統的溝通交流方式各不相同，它們都擁有自己獨特的交流“語言”；但互相之間也需要相互協調，因此它們也擁有一些共同的信號分子。
為了使我們的腸腦和頭腦之間的對話保持活躍，三個主要的溝通交流系統擁有各自的主要任務以及不同的交流語言：
· 神經系統：負責向大腦傳遞信息。它使用一種稱為神經遞質的化學物質進行交流。它的溝通風格為快速而且點對點，但是短效。
· 免疫系統：隨時準備集結防御力量，對抗體內健康平衡受到的威脅。它使用一種稱為細胞因子的蛋白質分子來發出求救信號。它的特點為反應快速，但是其急性的化學作用可能足以引起組織損傷。
· 內分泌系統： 監控和管理生長和新陳代謝。它的組成腺體通過將激素分泌到血液中進行通信，從而向全身發送信號。它的運行速度比其它兩個系統更慢、更溫和、更系統、但是作用時間更長。
神經系統有兩個主要部分：由腦和脊髓組成的中樞神經系統以及外周神經系統，外周神經系統不太為人所知但同樣重要。外周神經系統可以分為軀體神經、交感神經、副交感神經和腸道神經等部分。為了實現最佳的腸-腦健康，所有這些部分都是有效運行的、平衡的，彼此之間互相溝通并與中樞神經系統進行交流。
我們做任何事情的時候，比如走路、說話、吃飯、揮動手臂、向上看、向下看等等，都會使用到軀體神經系統。在腸腦交流中，軀體神經系統很重要，因為我們可以維持對吃什么或不吃什么的隨意控制，而吃什么不吃什么需要用到軀體神經系統，我們吃什么也會影響我們的腸道菌群組成，因此，我們對我們的腸道菌群施加了一些神經系統的控制。
交感神經系統通常被稱為“戰斗或逃跑”（fight or flight）系統。當壓力超過一個閾值，迫使我們的大腦和身體采取行動時，不管我們想不想，這個系統都會接管。當這種情況發生時，交感神經系統會優先處理。換句話說，當它被激活時，所有其它系統都被擱置一旁。激活這一系統的壓力可以是來自身體外部的（比如：大到生活壓力、工作壓力，小到交通堵塞、被狗襲擊等），也可以是來自身體內部的（比如肌肉緊張、導致腸道持續炎癥的飲食習慣等）。
副交感神經系統也有一個昵稱“吃喝與生殖”（feed and breed）系統。這個系統就是生活的真正意義所在。當副交感神經系統持續地工作時，我們就會達到我們所追求的健康，快樂和平衡的狀態。想要健康和快樂，就應該將交感神經反應轉化為副交感神經反應。
腸道神經系統是在我們的腸道中發揮作用的神經系統，它與神經系統的其它部分緊密相連，但是有一套自己獨立的運行規則。腸道神經系統，包括我們的腸道菌群，掌握著清除我們可能正在經歷的任何慢性壓力反應以及讓我們的身體恢復健康的體內平衡的關鍵。 認真傾聽來自腸道神經系統的信息，你會發現讓自己進入一個更愉快的狀態的方法。
交感神經系統，副交感神經系統和腸道神經系統都是自主運行的，所以通常我們甚至都不會想到它們。我們的腸道是非常獨立的，它并不需要我們的大腦告訴它該做什么。腸道蠕動和其它腸道運動受到腸道局部的控制，以至于我們可以將所有腸道到大腦的神經切斷，它仍然會有目的地跳動。
我們的腸道通過脊髓和迷走神經連接到大腦，迷走神經是腸道與大腦之間主要的雙向溝通通道。它從我們的大腦通過我們的軀干蜿蜒而下，最終到達身體各個內臟器官，包括腸道。在腸道，它將神經纖維像分枝藤蔓一樣從上到下到達消化系統的各個部分。
信號在整個神經系統中的傳遞得益于我們稱之為神經遞質的分子。令人驚訝的是，這些同樣的化學物質也存在于植物、動物和細菌中，它們在所有生命形式中發揮作用。在每一種情況下，它們都扮演著信號分子的角色，就像在大腦中一樣。它們是所有生命形式的語言中的簡短而常見的詞匯。
在腸道神經系統網絡中，細菌忙于制造化學物質來相互交流，其中許多與神經系統所使用的神經遞質物質相同。腸道中的細菌既能分泌神經遞質，也能對神經遞質作出反應，包括多巴胺、5-羥色胺和γ-氨基丁酸，所有這些都在大腦中發揮抗抑郁的作用。這可能也是腸道細菌影響我們情緒的主要途徑之一。基于這一點，可以說我們和腸道內的微生物一起共用許多信號分子，腸道微生物的信號分子我們可以用，我們的信號分子微生物也可以用。
為什么細菌會產生如此多的神經遞質呢？一種理論認為，這些細菌想要控制我們對食物的渴望。例如，如果我們吃大量的甜食喂養我們腸道中嗜糖的細菌，比如鏈球菌，它們狼吞虎咽之后會產生多巴胺。很快，我們就會將這些甜食與我們的快樂聯系起來，建立起一種新的渴望。也就是說，細菌會利用自己的神經遞質強迫我們為它們提供它們所需要的食物。
三個情緒中心
脊髓向上延伸的部分是腦干，其下端與脊髓相連，上端與大腦相接。在那里，有幾個特殊的中心，產生控制我們的情緒的神經遞質。其中一個情緒中心叫做藍斑，這是腦中合成去甲腎上腺素的主要部位，讓我們保持覺醒和集中注意力。為了應對壓力，藍斑會提醒我們的杏仁核，杏仁核負責處理恐懼。如果壓力持續存在或增加，你就會從警覺變為焦慮甚至恐慌。
另一個情緒中心是位于腦干中縫附近的狹窄區域內的數個核團，稱為中縫核。中縫核產生5-羥色胺并將其分配到杏仁核、下丘腦、藍斑和前腦，影響覺醒，認知和情緒。當這個情緒中心不能正常工作時，它會導致睡眠中斷并改變我們對饑餓和疼痛的感知，它也可能導致抑郁。
第三個情緒中心是中腦腹側被蓋區，產生多巴胺，這種神經遞質與大腦的獎賞系統有關。比如，當你中獎的時候，一股多巴胺會涌入你的大腦，讓你感到快樂。多巴胺與情緒，動機和成癮有關。我們的中腦腹側被蓋區出現問題可能導致焦慮和抑郁。
腦干周圍的許多其它中心也都相互作用，在整個大腦中傳遞復雜的信息，有時會使我們情緒高漲，有時又可能會破壞我們的情緒。所有這些都是相互聯系的，世界各地的實驗室仍在研究這些聯系。然而，毫無疑問的是，像5-羥色胺和多巴胺這樣的神經遞質可以讓我們快樂，而缺乏它們會讓我們抑郁或焦慮。我們腸道內的微生物可以制造它們。
我們的免疫系統包括延伸到我們全身的淋巴結和淋巴管。當我們不小心被割傷時，免疫細胞會迅速趕來救援，它們的活動會讓我們發熱、發紅和腫脹。這是我們必須在被割傷的局部打贏的一場戰斗，如果打不贏，那么它就可能發展成全身性的炎癥。
免疫反應從感染部位開始，并可從那里擴展。巡邏中的免疫細胞發現外來細菌，使用抗體標記它們。抗體是免疫系統的主要工具，將自身附著在病原體的表面被稱為抗原的特定分子上。一旦被標記后，它們將被圍捕或殺死。免疫系統使用細胞因子來傳遞威脅信號并協調其它免疫細胞的反應。
細胞因子是小分子蛋白質，可以將信號從一個細胞傳遞到另一個細胞。每當檢測到病原體時，免疫細胞就會產生細胞因子。腸道內壁細胞也可以產生細胞因子，這意味著幾乎胃腸道的每個細胞都可以引發免疫反應。脂肪酸和細胞因子等免疫因子激活小神經膠質細胞，這是大腦中的免疫細胞，它可以幫助抵抗病原體，也可能導致焦慮或抑郁。
腸道微生物也可以產生細胞因子。這些微生物中的一些可以直接與我們的免疫系統對話，這可能有壞的也有好的方面。壞的方面是病原微生物可以促進炎癥，好的方面是有益微生物可以直接或間接通過幫助治愈發炎的腸道黏膜來降低炎癥。
一些細胞因子是促炎癥性的，而另一些是抗炎癥性的，這兩類細胞因子應該保持平衡，如果天平長期傾向于促炎癥性，那么隨著時間的推移就會出現抑郁和焦慮。事實上，研究表明，注射某些細胞因子就可以誘導動物出現抑郁樣行為。當病原體出現時，免疫細胞也會產生細胞因子。這些信號迅速到達腸道中的神經細胞，然后通過迷走神經傳遞到大腦。
因此，我們的免疫系統可以作為腸道微生物與大腦交流的關鍵通道，將腸道微生物的活動信息立即傳遞給神經系統，從而迎接微生物的挑戰。它比內分泌反應更快，更直接。如果病原體被認為足夠危險，那么最終結果就是清除病原體，包括嘔吐和腹瀉等方式。這是清除病原體最簡單的方式，但確實有效。
這是免疫系統維持平衡的方式，它必須隨時準備殺死入侵者或被感染的細胞，同時它必須給那些看起來相似的健康細胞放行。當免疫系統確定感染已被清除時，它需要冷靜下來并回復到警覺狀態。
不幸的是，免疫系統并不總是這樣。免疫系統對病原體作出反應時所經歷的炎癥可能引起心理問題的發生。壓力可以改變免疫系統反應的有效性。我們免疫系統一直在利用抗體，就好像它們識別外來微生物的“通緝令”。但是在壓力情況下，抗體的作用會降低，這就降低了監視水平，使得病原體偷偷潛入并獲得立足點。一旦這樣，它們可能導致感染或使我們的腸道發生腸漏。
簡而言之，我們的身體在應對壓力的時候會阻礙我們的免疫系統。如果壓力持續存在且壓力反應持續時間過長，那么腸漏可能會引起進一步的炎癥，從而引發致命的惡性循環，病情也可能越來越嚴重。
迷走神經在細菌與大腦的相互作用中發揮關鍵作用。迷走神經通過下丘腦連接到大腦。下丘腦大概有蕓豆的大小，是邊緣系統的一部分，也是調節情緒、動力、饑餓和睡眠的中心。
下丘腦是大腦和腺體之間的連接，它連接著我們的神經系統和內分泌系統。它可以通過采集血液樣本的特殊神經細胞延伸到血腦屏障之外，以檢測炎癥的跡象。
在我們的腸道中，免疫細胞會剪斷識別細菌的片段，這些片段可作為識別有益菌和致病菌的身份標簽，并通過血液和淋巴系統攜帶它們。下丘腦會對好的和壞的細菌標簽做出反應，但是對病原菌標簽做出的反應更強烈而持久，它會向垂體和腎上腺傳遞警報信號。下丘腦、垂體和腎上腺這三個器官構成我們熟知的HPA軸，這是腸道和大腦之間交流的一個主要網絡。當檢測到炎癥時，HPA軸會釋放皮質醇和其它激素，以應對壓力。這種反應有助于情緒調節，許多抑郁或焦慮的人HPA軸都有問題。解決HPA軸的問題可以在一定程度上緩解抑郁和焦慮。
尋求自我平衡
神經系統、免疫系統和內分泌系統都有一個共同點：它們都在尋求一種動態平衡的狀態。動物通過心率、激素、血壓、免疫反應以及許多其它生物系統來補償外部的變化，以調整自己的生理機能來適應環境。
穩定內部環境的生物學必然性被稱為內穩態或自我平衡，它是所有生物體的基礎，包括細菌。內穩態控制著生物體的方方面面。例如，無論我們身在何處或正在做什么，我們的心率和呼吸頻率是身體保證氧氣水平保持在健康范圍內的方式。
一個經典的內穩態系統是溫度調節。就如同現代家里的智能溫控系統一樣，當房間溫度低于設定值時，它就會打開加熱器開啟制熱模式，而當房間溫度高于設定值時，就會打開空調開啟制冷模式。同樣，我們的體溫要保持在約37℃左右，太冷了，我們會發抖，產熱；太熱了，我們會出汗，散熱。這就是內穩態保持自我平衡并且讓我們以及我們的微生物群落保持健康活力的方式。
大多數時候，我們的身體可以很輕松地保持體內平衡，但有時候我們可能會失去平衡。當這種情況發生時，我們的大腦會收到警報，我們會感到一絲絲的焦慮。如果這個過程持續很長時間，就可能表現為抑郁癥。如果我們不知道問題出在哪里，就很難解決它。
我們的腸道菌群也在努力維持穩態，它們努力的維持穩定的核心菌群組成，當菌群穩態達到最佳狀態時，很難被改變。我們的飲食會鼓勵不同類型的細菌的生長，但是在兩餐之間，我們的核心菌群會重新出現。長期不良飲食或者短期大量使用抗生素都會導致菌群穩態的破壞。腸道菌群與我們的身心健康密切相關，保持腸道菌群的穩態，可以讓我們更健康，更快樂！
為了理解腸腦系統如何相互協調，讓我們以2000年發生在加拿大安大略省沃克頓鎮的事件為案例來詳細分析。2000年，該鎮遭受了一次嚴重洪水后，飲用水受到空腸彎曲桿菌等的污染。2300人因此患上嚴重的腸道感染疾病，其中很多人最終發展為腸易激綜合征。之后，在2011年發表的一個長達8年的研究中，科學家發現了一個魔性的現象：這些持續性的腸易激綜合征患者，比一般人更容易抑郁和焦慮，直到今天這種影響仍然存在。其實，這樣的事件在生活中并不罕見，像這樣的感染導致每年數千萬人發生腸易激綜合征和抑郁。這充分表明長期接觸病原體會導致抑郁和焦慮。那么，在這個事件中，腸腦軸中的神經、免疫和內分泌三個主要的溝通渠道是如何運作和相互聯系的呢？
當2000年洪水襲擊沃克頓時，充滿細菌的農場污水使該鎮的飲用水污染了空腸彎曲桿菌，這是一種臭名昭著的病原菌。大多數人因此患上嚴重的腸道感染，其中許多人后來出現了慢性抑郁癥和焦慮癥。這一切都是無辜地從喝了一口水開始的。
空腸彎曲桿菌對胃酸很敏感，所以當我們喝下含有它的自來水時，有些會被迅速殺死。如果你碰巧經常服用抗酸劑，那么更多的空腸彎曲桿菌可能會順利通過胃。如果你正在使用質子泵抑制劑，那么你患病的風險會大大增加。正常情況下，盡管這些病原體的數量會在經過胃的過程中減少，許多仍會進入我們的小腸和結腸。這些細菌本來是來自牛或雞的腸道，所以它們在我們的小腸和結腸環境中幾乎就像在家里一樣舒適。對于大多數牛和雞，空腸彎曲桿菌就是一個共生菌；但是對人類來說，它不是。它在人體腸道中為什么會發狂還不太清楚，但它的威力確實很大，它是導致腹瀉的一大原因，甚至可能超過沙門氏菌和大腸桿菌。
神經系統最先收到通知
在第一次喝下被空腸彎曲桿菌污染的水后的幾個小時內，我們可能會感到些許的嘔吐和焦慮。這是一種神經系統反應，是由病原體觸發的第一個腸腦軸系統。作為對空腸彎曲桿菌的回應，腸道內的特殊細胞會分泌5-羥色胺，這是一種警告信號。迷走神經從我們的腸道種收集這些信號，并在幾秒鐘內將它們傳遞到我們的大腦。
即使沒有全面感染，空腸彎曲桿菌以及與之抗爭的腸道共生菌也會引起焦慮。 此時，我們的神經系統正在獨自檢測病原體。到目前為止，我們的免疫系統和內分泌系統還并不知情，但是我們的腸道菌群認識到這種威脅并與空腸彎曲桿菌進行了一次激烈的戰斗，大大降低了它們的數量。我們可能會開始感到有點焦慮，但卻對接下來要發生的事情毫無頭緒。我們的大腦已經知道有入侵者了。
具有諷刺意味的是，如果因某種其它原因最近服用了抗生素，那么我們就可能失去腸道菌群這第一道防線，我們可能會受到空腸彎曲桿菌的強烈攻擊。因為，腸道中的有益微生物會挺身而出，直面空腸彎曲桿菌。如果我們的腸道菌群是健康的，在這一點上它們可能會勝出并將空腸彎曲桿菌驅逐出去，阻止它們粘附在我們的腸壁上。但是，如果繼續攝入受污染的水，這將很快壓垮我們的微生物防御，病原菌將開始在我們的腸道定植。
空腸彎曲桿菌會吃掉我們的黏液，讓我們的腸道細胞暴露出來。它附著在腸道細胞上并制造毒素，阻止腸道細胞分裂。如果沒有細胞分裂，我們的腸道細胞就無法自我更新，而是死亡，我們的腸道就會開始出現腸漏。在你第一次喝到污染水后24小時，空腸彎曲桿菌就可以滲透進我們的腸道粘膜，開始進入腸道周圍的組織。然而，迄今為止，空腸彎曲桿菌仍然逃過了免疫系統的監視。許多病原菌似乎具有逃過免疫系統監視的能力，空腸彎曲桿菌顯然是這方面的行家。病原菌引起的腸漏是許多與抑郁和焦慮密切相關的疾病的基礎。 然而，最糟糕的還沒有到來。
免疫系統開始喚醒
48小時后，我們開始感覺到真正的麻煩，我們開始嚴重痙攣和腹瀉。我們的免疫系統也終于開始察覺，成為第二個進入警戒狀態的腸腦連接系統。更多的5-羥色胺釋放出來，引起強烈的蠕動。我們的免疫系統忙于釋放細胞因子，這些細胞因子像警笛一樣警告局部免疫系統并召喚幫助，招募更多的免疫細胞，釋放更多的細胞因子。
免疫系統一旦被觸發，就會變得瘋狂。在瘋狂追殺空腸彎曲桿菌的過程中，我們的免疫系統會發出殺傷性細胞，這些細胞可能會破壞我們自己的腸道粘膜，增加炎癥和腸漏。現在，隨著細胞因子通過血液進入下丘腦，頭痛和發燒可能伴隨著腹瀉而來。
HPA軸啟動
我們的下丘腦總是對來自外部或內部環境的壓力信號保持警惕。細胞因子會觸發HPA軸的激活。我們的下丘腦會對血液中的細胞因子做出反應，通過腦下垂體向我們的腎上腺發送信息，分泌激素，防止感染對身體的破壞。這一系列產應的最終結果是應激激素皮質醇的釋放。現在，我們的內分泌系統加入戰斗，這是腸腦連接的第三個途徑。
皮質醇的釋放可能會讓我們變得焦慮，但它的主要工作是緩和仍在繼續升溫的免疫反應。在感染期間，我們的HPA軸充當病原體監測器：病原體越多，產生的皮質醇越多，我們就越焦慮。皮質醇也會對自身產生負反饋調節，抑制整個HPA軸級聯反應，至少在再次檢測到細胞因子，然后再次產生應激激素之前是這樣的。
因此，慢性炎癥會導致無限期地產生應激激素，進而導致一系列的精神問題，包括抑郁、焦慮、雙相情感障礙、創傷后應激障礙、注意力缺陷障礙等。我們這里主要是以空腸彎曲桿菌為例進行的分析，其實其它各種感染也可能引發類似的過程。一個簡單的感染可能導致長期的菌群失調和隨之而來的精神痛苦。
如果我們停止攝入受污染的水，30天后我們會開始感覺好些。我們的共生微生物會努力的讓微生物群落恢復到它所希望的穩態平衡，隨著病原菌數量的減少，我們的感覺也越來越好。但是，這并不適用于每一個人。
三到六個月后，沃克頓鎮感染空腸彎曲桿菌的人中有五分之一患上了腸易激綜合征，并且患上了抑郁和焦慮。這種發病時間的滯后性是許多人沒有將感染和精神疾病二者聯系起來的原因。但是，沃克頓鎮的例子清楚地表明炎癥是許多精神問題的根源。現在，沃克頓鎮的大多數公民已經完全康復了。患有腸易激綜合征和抑郁癥的人已經接受了抗抑郁藥和認知行為療法的治療，一些人也正在使用益生菌來調節腸道菌群，維持腸道健康。
沃克頓鎮的例子是比較極端的，但是這種情況代表了一種相當典型的炎癥過程。首先，神經系統會被警告，我們的腸道會通過迷走神經向大腦發出信號；然后我們的免疫系統開始攻擊，與病原體作斗爭，但也會帶來一些附帶的損害；最后，我們的內分泌系統啟動來調節失控的免疫系統。這三個系統分別代表快速，中速和慢速通信，并且每個系統都能夠引起焦慮和抑郁。
目前尚不清楚究竟有多少抑郁癥與空腸彎曲桿菌這樣的感染有關，但是感染后的菌群失調并不少見。如果你感到抑郁，請回想一下你是否有胃部不適。細菌性胃腸炎很常見，胃腸炎常常會帶來抑郁和焦慮，急性和慢性胃腸炎都是如此。學會抵御這種菌群失調，可以幫助改善我們的情緒。健康的微生物群落是我們的第一道防線，因此保持腸道菌群健康正常的運作是保持好心情的關鍵。
腸道微生物也可以通過其它方式與我們的大腦交流溝通，每一種方式也都代表著一個進行情緒調節的機會。以下是腸道與大腦交流的其它一些渠道：
循環系統
從腸道到大腦的一條重要途徑是循環系統。我們的血液會定期將微生物及其分泌物運送到我們的全身，包括我們的大腦。一般來說，微生物應該留在我們的腸道中，而不應該進入我們的血液，它們一旦進入血液，就可能感染其它身體系統。血腦屏障可以將那些想要入侵大腦的微生物和其它東西阻止在腦外，我們也可以通過保持腸道健康和腸道黏膜完整性以防止循環系統傳播的全身性感染。
我們的淋巴系統將淋巴液輸送到身體的各個部分。隨著它的流動，它可以凈化我們的各個組織，將一些細菌從我們體內清除出去，包括活的和死的。長期以來，我們認為大腦缺乏淋巴系統，但是現在我們知道大腦也有一個淋巴系統，它可能在腸腦軸中發揮重要作用。我們知道，血液循環系統中有心臟泵送血液，但是沒有一個類似心臟的器官來泵送淋巴液。淋巴循環完全由身體運動所驅動，因此運動對淋巴系統健康至關重要。
細菌來幫忙
有時候，我們的腸道細菌會加入行動，建立起對病原體的防御。例如，羅伊氏乳桿菌可以直接刺激腸道中的感覺神經元并影響其蠕動，通常可以使其蠕動減慢。羅伊氏乳桿菌也可以通過迷走神經向大腦發出信號告訴大腦腸道內一切正常以抑制疼痛。
有時候，我們也可以利用腸道內細菌之間長期存在的“家庭糾紛”。滋養合適的微生物可以在幾乎不造成附帶損傷的情況下抑制病原體。例如，作為益生菌的大腸桿菌Nissle 1917可以將那些與之密切相關的致病性大腸桿菌驅逐出去。一旦病原體被選擇性地驅逐出去，就會向大腦發出信號，幫助緩解抑郁和焦慮。
短鏈脂肪酸
我們的微生物也可以通過短鏈脂肪酸與大腦進行交流，這是腸道細菌發酵膳食纖維所產生的。我們的整個腸道遍布著大量的短鏈脂肪酸受體，這些受體通過迷走神經連接到大腦，因此短鏈脂肪酸與這些受體結合直接對大腦產生影響。
然而，并不是所有短鏈脂肪酸對腸道健康和情緒都有相同的影響，有些已被證明可以減少抑郁和焦慮。在一項研究中，人們在攝入一劑月桂酸（椰子油中的一種脂肪酸成分）后幾分鐘內情緒就有所改善。丁酸是一種具有許多健康益處的短鏈脂肪酸，它是腸道細胞的首選能量來源。它也可以進入大腦，在那里它可以促進大腦生長因子的產生并發揮抗抑郁的作用。
丁酸與其它腸道細菌代謝產生的短鏈脂肪酸在治療一系列的疾病中表現出巨大的潛力，包括肥胖、糖尿病和炎癥性疾病以及神經系統疾病。實際上，宿主的能量代謝和免疫功能在很大程度上依賴于丁酸作為有效的調節因子，表明丁酸作為宿主與微生物相互作用的關鍵介質。微生物產生的丁酸和其它揮發性短鏈脂肪酸還可能參與調節微生物群對行為的影響。
一些短鏈脂肪酸在較高濃度下是有害的。丙酸（另一種細菌代謝物）已被證明可以誘導大鼠出現類似自閉癥的行為。丙酸和乙酸也與腸易激綜合征患者焦慮水平升高有關。減少產生這些短鏈脂肪酸的細菌數量，平衡腸道菌群對于維持心理健康至關重要。
神經系統使用神經遞質進行通信，而內分泌系統使用激素進行通信。它們有不同的名稱，但實際上這兩類分子是近親，事實上一些激素可以作為神經遞質，反之亦然。一些具有神經遞質和激素雙重作用的分子，包括去甲腎上腺素和多巴胺，對沙門氏菌和大腸桿菌等腸道病原體有重要影響，它們會促進這些病原體的生長，大大增加它們的數量。不同種類的細菌對特定的激素有偏好，但去甲腎上腺素顯然是許多細菌的最愛。
這些分子是應激激素，是“戰斗或逃跑”反應的一部分。它們的工作是讓我們焦慮和警覺。它們作為興奮劑在我們的身體中發揮作用，增加我們的心率和血壓。“戰斗或逃跑”反應優先于所有其它身體機能，它可以抑制腸道和免疫系統，從而降低整個胃腸道的防御能力，從而可能使病原體茁壯成長。
當降低的腸道防御與促進病原體生長的激素相結合時，人體的一場風暴即將發生。也就是說，當我們在壓力狀態并且我們的防御能力下降時，病原體攻擊的可能性會更大。壓力大的人更容易感染和引發炎癥，這反過來會導致更大的壓力，這種惡性循環會使人們深感焦慮和抑郁。
壓力還會導致腸道內的其它物理和化學變化。它可以改變胃酸、黏液和其它腸道分泌物的水平，破壞微生物已經習慣的舒適生存環境。這些對壓力的反應也可以增加梭菌等病原體的水平，進一步加劇我們的壓力水平。壓力可以顯著降低腸道健康乳酸桿菌的水平。應激激素會在增加病原體負荷的同時減少我們腸道中的有益微生物，形成惡性循環。通過使用有益微生物抑制這一惡性循環對于緩解抑郁和焦慮等心理問題具有重要意義。
證據很明確，微生物在控制情緒方面發揮著重要作用。我們的微生物群落更像是一個真正的器官，是防御世界上不斷進化的入侵病原體的堡壘，而不是一團簡單的細菌集合。想要保持好心情，必須擁有一個健康的微生物群落。
