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近年来，精神疾病的发病率呈显著上升趋势。据2019年世界卫生组织的报告显示，全球约有9.7亿人受到精神疾病的困扰，占全球人口的10%以上。然而，精神疾病的诊断和治疗仍然面临诸多挑战。相关研究指出，肠道环境对精神健康存在显著影响，膳食纤维在维护肠道健康方面起着关键作用。可溶性纤维通过发酵生成短链脂肪酸（SCFAs），可改善肠道环境并缓解抑郁和焦虑等心理疾病。然而，不可溶性纤维（如纤维素）对肠道环境和情绪的影响尚未得到充分研究。
近日，日本早稻田大学的Chihiro Nozaki研究团队在ACS Pharmacology & Translational Science上发表了一篇题为《A Cellulose-Rich Diet Disrupts Gut Homeostasis and Leads to Anxiety through the Gut-Brain Axis》的研究论文。该研究发现，长期摄入高纤维素饮食（cellulose-rich diet, CRD）会通过肠道-脑轴导致焦虑行为增加。
研究表明，长期摄入高纤维素饮食会逐渐增加小鼠的焦虑样行为，尤其是在掩埋行为测试中表现明显。尽管运动能力未受影响，但高纤维素饮食组小鼠的压力激素皮质酮水平显著升高，表明纤维素饮食与焦虑水平上升存在关联。
此外，长期摄入高纤维素饮食会恶化肠道环境，表现为盲肠pH升高和SCFAs减少。这种饮食导致肠道通透性增加和蠕动功能下降，排便频率和粪便重量减少，尽管体重和食物摄入量没有变化。研究人员表示，尽管没有显著的肠道炎症或基因表达变化，但高纤维素饮食仍可能导致微生物失衡和肠道屏障破坏。
研究还发现，高纤维素饮食导致的小鼠对过敏刺激（如异硫氰酸烯丙酯和辣椒素）表现出显著高敏感性。此外，高纤维素饮食组小鼠的肠道中TRPA1和SGLT1表达上调，而TRPV1表达未见变化。这表明，高纤维素饮食摄入可能通过上调TRPA1和SGLT1表达，增强对有害刺激的反应性，进而引起肠道过敏和迷走神经的进一步激活。
通过迷走神经切断实验发现，高纤维素饮食组小鼠的焦虑症状在切断迷走神经后显著减轻，表明高纤维素饮食引发的焦虑效应是通过肠脑轴间接产生的。此外，切断迷走神经后的小鼠盲肠pH显著升高，可能与SCFAs减少有关。
研究还表明，高纤维素饮食引发的焦虑样行为主要通过肠道环境变化（如SCFAs减少和肠道pH升高），再通过迷走神经对焦虑产生间接影响。研究人员通过向小鼠注射阿片受体拮抗剂纳洛酮，发现纳洛酮注射可以抑制高纤维素饮食引发的焦虑，同时并不影响运动能力。这表明，高纤维素饮食引发的肠道高敏感性可能通过迷走神经的过度激活进一步激活阿片系统，从而导致焦虑增加。
为了进一步了解高纤维素饮食引发焦虑的分子机制，研究人员测定了参与焦虑调节的脑区中的单胺水平。结果表明，长期摄入高纤维素饮食显著增加了小鼠杏仁核中的多巴胺水平，并导致多巴胺D2受体mRNA表达下降。切断迷走神经能够逆转D2受体表达的下降，但对多巴胺水平无显著影响。此外，高纤维素饮食减少了杏仁核中的炎症因子TNF-α和IL-6的mRNA表达，这可能通过减少骨髓中单核细胞的生成来减轻炎症反应。
总体而言，本研究表明，长期摄入高纤维素饮食会导致肠道恶化和高敏感性，从而通过迷走神经激活阿片系统，加重焦虑和杏仁核多巴胺信号传导异常。通过饮食干预或许可以为预防和治疗精神疾病提供新的思路。
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