长期接触抗生素是肠道菌群失调最常见的原因之一。肠道菌群失调会导致多种疾病,如炎症性肠病、1型糖尿病、肠易激综合症、肥胖、代谢综合症、癌症、非酒精性脂肪肝和非酒精性脂肪性肝炎等等。肠-脑轴在新陈代谢、食物摄入、葡萄糖调节和胰岛素敏感性等身体功能中起着重要作用,并且在维持中枢神经系统稳态、以及情绪和认知行为的调节方面也起着至关重要的作用。大脑海马体和内侧颞叶之间的双向联系有助于学习和识别功能,肠道有益菌群的减少可引起认知能力的变化。
维生素K2主要由肠道微生物产生,满足每日维生素K需求量的50%。维生素K2可改善肠道微生物群,通过肠-脑轴,与精神疾病密切相关的中枢神经系统相关联。
2023年10月Chatterjee等在《Physiology & Behavior》(生理与行为)杂志上发表了“维生素K2对肠道菌群失调相关认知能力下降的神经保护作用”。结论:研究证明维生素K2(MK-7)可以改善有益的肠道微生物群,减少肠道和中枢神经系统炎症和氧化应激反应,从而可以逆转抗生素介导的海马神经元损失并防止肠道菌群失调相关的认知能力下降。
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一、研究方法:
分组:24只瑞士白化小鼠随机分成4组:
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对照组(6只):灌胃口服2%的吐温80,共3周;
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菌群失调组(6只):灌胃口服氨苄青霉素钠(250mg/kg/d),共2周;
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菌群失调+维生素K2治疗组(6只):灌胃口服氨苄青霉素钠(250mg/kg/d),同时+维生素K2(MK-7)(0.05mg/kg/d)治疗,共3周;
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维生素K2组(6只):灌胃口服维生素K2(MK-7)(0.05mg/kg/d),共3周。
观察指标:
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比较有或没有维生素K2治疗的结果;
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完成给药后,第21天采集小鼠的粪便测定乳酸菌、双歧杆菌、厚壁菌门和梭状芽胞杆菌,并与所有细菌相比的相对值;
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行为能力研究:高架+迷宫(EPM)、被动回避测试(PAT)、莫里斯水迷宫(MWM)和新颖物体的识别(NOR)来衡量认知能力;
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评估大脑和结肠的炎症:测定大脑皮质海马AchE激活的量、髓过氧化物酶(MPO)活性和胆碱能神经递质水平;
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抗生素和维生素K2的影响:测定肠道绒毛结构、海马神经元、海马体和肠道的组织病理学改变。
二、研究结果:
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维生素K2对肠道微生物群的影响:与对照组(Control)相比,抗生素治疗组(Anb)的(A)乳酸菌、(B)双歧杆菌、(C)厚壁菌门和(D)梭状芽胞杆菌的相对量下降。接受抗生素+维生素K2治疗组(Anb+Vit K2)的菌的相对量显著上升(p<0.01)
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维生素K2对认知的影响:与对照组(Control)相比,抗生素治疗组(Anb)的(A)降压延迟、(B)传输延迟和(C)偏好指数均下降。接受抗生素+维生素K2治疗组(Anb+Vit K2)均显著上升(p<0.05)。
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维生素K2对乙酰胆碱酯酶(AchE)活性和还原型谷胱甘肽(GSH)的影响:(A)与对照组(Control)相比,抗生素治疗组(Anb)的GSH水平显著下降(p<0.01)。接受抗生素+维生素K2治疗组(Anb+Vit K2)显著上升(p<0.001)。(B)与对照组(Control)相比,抗生素治疗组(Anb)的大脑AchE活性显著增强(p<0.01)。接受抗生素+维生素K2治疗组(Anb+Vit K2)的大脑AchE活性显著降低(p<0.05)。
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维生素K2对大脑丙二醛(MDA)和超级氧化物歧化酶(SOD)的影响:(A)与对照组(Control)相比,抗生素治疗组(Anb)的MDA水平显著上升(p<0.001)。接受抗生素+维生素K2治疗组(Anb+Vit K2)的MDA水平显著降低(p<0.001)。(B)与对照组(Control)相比,抗生素治疗组(Anb)的大脑SOD显著降低(p<0.001)。接受抗生素+维生素K2治疗组(Anb+Vit K2)的大脑SOD显著上升(p<0.01)。

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维生素K2对髓过氧化物酶活性(MPO,炎症和氧化应激的生物标志物)和FITC-葡聚糖水平(肠道通透性)的影响:(A)与对照组(Control)相比,抗生素治疗组(Anb)的大脑MPO活性显著上升(p<0.001)。接受抗生素+维生素K2治疗组(Anb+Vit K2)的大脑MPO活性显著降低(p<0.001)。(B)与对照组(Control)相比,抗生素治疗组(Anb)的结肠MPO活性显著上升(p<0.01)。接受抗生素+维生素K2治疗组(Anb+Vit K2)的结肠MPO活性显著降低(p<0.01)。(C)与对照组(Control)相比,抗生素治疗组(Anb)的血浆FITC-葡聚糖水平显著上升(p<0.001)。接受抗生素+维生素K2治疗组(Anb+Vit K2)的血浆FITC-葡聚糖水平显著降低(p<0.001)。

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维生素K2对肠道绒毛长度和隐窝深度的影响:①肠道切片的组织病理学检查显示,(A)对照组;(B)抗生素治疗组;(C)接受抗生素+维生素K2治疗组;(D)绒毛长度和隐窝深度的测量。②比较结果显示,与对照组相比,抗生素治疗组的肠道绒毛长度和隐窝深度显著缩短(p<0.001),接受抗生素+维生素K2治疗组显著增加(p<0.001)。

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维生素K2对海马神经元的影响:海马切片的组织病理学显示,与对照组(Control)相比,抗生素治疗组(Anb)的海马CA1和CA3区域的神经元数量和密度显著降低。接受抗生素+维生素K2治疗组(Anb+Vit K2)的神经元数量和密度显著上升。

三、研究结论
维生素K2可以改善有益的肠道微生物群,减少肠道和中枢神经系统炎症和氧化应激,从而可以逆转抗生素介导的海马神经元损失并防止肠道菌群失调相关的认知能力下降。
编译者认为
维生素K2(MK-7)是一种公认的抗氧化剂,通常用于改善骨骼健康和预防动脉钙化。目前的研究证明,维生素K2(MK-7)还可以保护和对抗因肠道菌群失调导致的认知能力下降。
同时也证实了这位研究者在《Inflammopharmacology》(炎症药理学)杂志上发表“维生素K2可防止氯化铝介导的神经变性”。研究结果令中老年人特别关注,确实鼓舞人心!
【文献来源】
Chatterjee K, Mazumder PM, Sarkar SR, Saha R, Chatterjee A, Sarkar B, Banerjee S. Neuroprotective effect of Vitamin K2 against gut dysbiosis associated cognitive decline. Physiol Behav, 2023 Oct 1:269:114252. doi: 10.1016/j.physbeh.2023.114252. Epub 2023 May 29.