氨長期以來被認為是一種代謝廢物，具有衆所周知的神經毒性作用。然而，對内源性氨的有益功能知之甚少。

2023年10月23日，88858cc永利官网陳建國及王芳共同通訊在Nature Metabolism（IF=21）在線發表題為“Gut microbiome-derived ammonia modulates stress vulnerability in the host”的研究論文，該研究表明腸道氨通過維持雄性小鼠大腦谷氨酰胺的可用性将微生物氮代謝與宿主壓力脆弱性聯系起來。慢性壓力通過改變腸道脲酶陽性菌群來降低血氨水平。一種具有代表性的産脲酶菌株，嗜熱鍊球菌，可以逆轉由壓力改變的腸道菌群誘導的抑郁樣行為，而腸道氨生成的藥物抑制會增加壓力易感性。

值得注意的是，異常低的血氨水平限制了大腦對谷氨酰胺的可用性，谷氨酰胺是星形膠質細胞産生的一種關鍵代謝物，是突觸前γ-氨基丁酸(GABA)補充所必需的，并通過皮質GABA能功能障礙賦予壓力易感。在治療方面，氯化铵(NH4Cl)是一種臨床常用的祛痰劑，可以挽救抑郁症小鼠模型的行為異常和GABA能缺陷。總之，腸道微生物組産生的氨可以幫助緩沖宿主的壓力，為情緒行為提供腸道-大腦信号基礎。

氨是氨基酸和其他含氮化合物的重要代謝物。人體每天産生約1,000 mmol的氨，并通過尿素循環維持低血清氨濃度(成人低于50 μM) 。氨可以以铵離子(NH4 +)或氣态形式NH3的形式循環，NH3很容易穿過細胞膜，包括血腦屏障。氨已被廣泛認為是一種具有神經毒性的廢物。氨升高會導緻許多神經功能障礙，如震顫、共濟失調、癫痫、認知障礙、昏迷甚至死亡。除了衆所周知的神經毒性外，人們對内源性氨在高級生物功能中的有益作用知之甚少。

雖然它可以通過各種組織的代謝反應産生，但氨主要是由腸道内的脲酶陽性細菌産生的。腸道脲酶陽性菌可将結腸中15-30%的宿主尿素水解為氨，作為正常個體的氮源，循環氨與腸道氨處于化學平衡關系。雖然一些衆所周知的脲酶陽性細菌，如幽門螺杆菌，是有害的，但具有脲酶活性的益生菌，如廣泛分布于乳制品中的嗜熱鍊球菌和唾液鍊球菌，也有有益的作用。近年來，越來越多的證據支持腸道微生物組通過産生細菌衍生的代謝物來影響大腦功能的觀點，如三甲胺N-氧化物、短鍊脂肪酸、雄烯二酮和4-硫酸乙基苯基。

大腦特别容易受到氨的傷害，因為它不能将氨轉化為尿素。在大腦中，氨的解毒主要由谷氨酰胺合成酶(GS)介導，該合成酶位于星形膠質細胞中，催化氨和谷氨酸(Glu)轉化為Gln，Gln是中樞神經系統中兩種主要神經遞質Glu和GABA合成的前體。因此，内源性氨可以在神經遞質的生物合成中重複使用。大腦中谷氨酰胺缺乏與神經系統疾病的病理生理學有關，包括阿爾茨海默病、颞葉癫痫、帕金森氏病和精神疾病，包括重度抑郁症(MDD)。近年來，腸道生态失調在壓力相關精神障礙中的作用已被提出，但尚未完全闡明。

機理模式圖（圖源自Nature Metabolism ）

該研究檢測了氨是否可以作為腸道-腦信号分子，将腸道微生物的氮代謝與宿主的壓力脆弱性聯系起來。該發現闡明了抑郁症中微生物-腸道-大腦的串擾。慢性壓力誘導腸道産生脲酶的細菌修飾，随後是全身氨水平的降低。這種細菌氨平衡紊亂導緻星形膠質細胞Gln合成減少，可能促進CSDS誘導的GABA能缺陷。綜上所述，這些結果表明，内源氨在調節壓力應對策略中發揮了關鍵的有益作用，可能将微生物氮代謝與宿主行為聯系起來。

原文鍊接：https://www.nature.com/articles/s42255-023-00909-5