偏头痛是一种严重且致残的大脑疾病，被世界卫生组织列为全球第六大致残障碍，也是所有神经系统疾病中致残最严重的一种。它是一种常见的、多因素的、可反复出现的疾病，可引起搏动性头痛、畏光、声音恐怖、恶心和残疾。偏头痛通常发生在头的一侧，发作可以持续数小时到数天，而且疼痛会严重到影响人的日常活动。
超过一半的偏头痛患者是阵发性偏头痛，而其余的患者为慢性偏头痛。阵发性偏头痛的特征是每个月有0-14个头痛日，而慢性偏头痛的特征是每月有15个或更多的头痛日。
根据国际头痛疾病分类第三版，慢性偏头痛每月至少发生15天并持续至少3个月。然而，区分阵发性偏头痛和慢性偏头痛的诊断标准仍在不断演变。随着时间的推移，阵发性偏头痛患者有的可以缓解，有的不会改变，而有的可能进展为更高频次的发作甚至发展为慢性偏头痛。慢性偏头痛会造成更大的个人和社会负担、更频繁的并发病并可能伴有持续性和进行性脑异常。
偏头痛影响15-18%的女性和6-8%的男性。偏头痛的危险因素包括：
性别：偏头痛在女性中的发病率高于男性，比例为3:1
年龄：偏头痛在15-45岁的人群中更常见，大多数人第一次偏头痛发生在青春期
遗传因素：大约70-80%的偏头痛患者有家族史
激素变化：由于女性激素水平的变化，头痛通常发生在月经前或月经后不久
生活方式：包括饮食、休息/睡眠、药物使用和运动等
偏头痛的病理生理学很复杂，仍然没有完全理解，然而，有几个因素是偏头痛最重要的原因。这些因素包括：
镁缺乏
神经和脑脊液周围炎症因子的产生
低5-羟色胺水平
降钙素基因相关肽、基质金属蛋白酶9、同型半胱氨酸和一氧化氮水平增加
线粒体功能障碍
维生素D水平异常
离子跨细胞膜转运的改变
代谢酶水平降低
肠道菌群失调
偏头痛的发病机制学说
目前，关于偏头痛发病机制的主要有四种学说：
血管学说：该学说认为偏头痛是由于颅血管扩张引起的。先兆期脑血管收缩导致炎症性神经肽的释放，引起血管扩张，从而导致偏头痛。
神经学说：该学说认为偏头痛是由皮层扩散性抑制引起的。皮层扩散性抑制是指各种因素刺激使大脑皮质局部神经元严重去极化，导致大脑活动受抑制并且以波的形式向邻近区域扩散。大脑皮层的神经元过度兴奋通过皮质-三叉神经通路增加细胞外谷氨酸、Ca2+、Na+和K+离子的释放，引发去极化，导致皮质扩散性抑制，从而导致脑电活动减少，血液流动减少，导致偏头痛。
三叉神经血管学说：三叉神经感觉纤维的激活可导致某些炎症性神经肽的释放增加，这些活性物质可作用于邻近脑血管壁，引起血管扩张而出现搏动性头痛，还可使血管通透性增加，血浆蛋白渗出，产生无菌性炎症并刺激痛觉纤维传入中枢，形成恶性循环。
肠脑学说：这一学说认为肠道菌群组成的改变可能会影响肠脑轴，引起炎症，从而可能导致偏头痛。这是近些年来随着肠道菌群和肠脑轴研究深入而提出的一种最新的理论，今天我们就来详细探讨。
肠道菌群失调和偏头痛
偏头痛常伴有一些胃肠道症状，包括恶心、呕吐、腹泻、便秘和消化不良。一些研究表明，胃肠道中的炎症和神经免疫调节可能在偏头痛的发病机制中发挥重要作用。
胃肠道被数以万亿计的微生物占领，它们统称为肠道菌群。越来越多的研究报道了肠道微生物在调节宿主健康和疾病方面的重要性。肠道菌群组成的改变会导致肠道微生态失调，引起胃肠道功能、免疫系统、宿主代谢以及肠脑轴的改变和破坏，从而导致代谢和神经系统疾病的发生。
肠道菌群如何参与偏头痛的发生还不太清楚。但是，流行病学调查显示，与健康人群相比，偏头痛在一些胃肠道疾病患者中的发生频率明显增加，包括幽门螺旋杆菌感染、肠易激综合征、胃轻瘫、肝胆疾病和乳糜泻等等。这些胃肠道疾病可能会增加肠道通透性，允许细菌易位以及引起炎症的微生物产物或代谢物向全身扩散，导致肠道菌群失调。
幽门螺旋杆菌感染、肠道菌群失调和偏头痛
幽门螺旋杆菌是一种革兰氏阴性细菌，可引起慢性活动性胃炎。它与偏头痛的爆发和严重程度密切相关。偏头痛和幽门螺旋杆菌感染之间的关系可能基于炎症、氧化应激和一氧化氮失衡，也可能通过细菌释放的毒素来改变宿主的免疫反应。
幽门螺旋杆菌感染可能诱导免疫、炎症和血管反应，宿主对幽门螺旋杆菌的炎症反应表现为中性粒细胞、单核细胞和淋巴细胞进入胃黏膜，促进促炎细胞因子的释放和大量血管活性物质的产生，这可能诱发脑血管的高反应性。据报道，治疗幽门螺旋杆菌感染可以显著减少偏头痛的发生。
幽门螺旋杆菌感染也会导致肠道菌群失调的发生，据报道，幽门螺旋杆菌阳性的人拥有更大比例的普氏菌型的肠型，而幽门螺旋杆菌阴性的人拥有更大比例的拟杆菌型的肠型。
炎症性肠病、肠道菌群失调和偏头痛
炎症性肠病有两种主要形式，分别为溃疡性结肠炎和克罗恩病，其特征是肠上皮屏障功能和黏膜免疫系统的缺陷。抗生素、非甾体类抗炎药、压力和感染等因素被认为是引发炎症性肠病的原因。它们会降低黏膜屏障完整性，调节免疫反应，改变肠腔微环境，导致炎症的发生。
炎症性肠病患者的偏头痛发病率为30%，显著高于女性15-18%和男性6-8%的人群基础发病率。同时，炎症性肠病也与肠道菌群失调密切相关。
肠易激综合征、肠道菌群失调和偏头痛
肠易激综合征是一种常见的胃肠道疾病，以腹痛、腹胀、排便习惯和/或大便性状改变为临床表现，患者也存在明显的肠道菌群失调。
在一项大约位肠易激综合征患者的调查中发现，其偏头痛的发病率显著高于健康人群。同样，在一个小样本的研究中也发现，25-50%的肠易激综合征患者有偏头痛，而在对照人群中只有4-19%。韩国的一项研究发现偏头痛患者中有较高的功能性胃肠道症状，其中肠易激综合征最为常见。
通过饮食改善肠易激综合征的症状能显著减少偏头痛的发作次数、持续时间和严重程度。
乳糜泻、肠道菌群失调和偏头痛
乳糜泻是一种对麸质不耐受而导致的一种吸收不良综合征，是一种自身免疫性疾病，其炎症反应与肠道损伤相关，包括紧密连接功能紊乱导致的肠道通透性增加以及肠道菌群失调。
多项病例-对照研究表明乳糜泻患者中偏头痛的发生明显高于对照。相反，也有研究显示乳糜泻在偏头痛患者中也更频繁。
通过治疗乳糜泻可以缓解患者的偏头痛。现在治疗乳糜泻的主要方法是无麸质饮食，研究发现给四名同时患有乳糜泻和偏头痛的患者食用无麸质饮食，一名患者的偏头痛完全治好，另三名患者偏头痛的发作频率、持续时间和严重程度明显降低。
胃轻瘫、肠道菌群失调和偏头痛
胃轻瘫是一种慢性疾病，表现为在没有机械阻塞的情况下胃内固体和液体排空延迟，其临床表现包括恶心、呕吐、腹胀和体重减轻等症状。偏头痛发作通常与胃排空延迟有关，胃排空时间在偏头痛发作期和发作间期也均延迟。胃排空延迟也可能通过延迟口服药物的吸收而影响其有效性。因此，使用口服药物（比如曲普坦）进行治疗时，偏头痛相关的胃轻瘫是个大问题。
胃轻瘫通常也伴随着肠道菌群失调，因此，与其它胃肠道疾病类似，胃轻瘫也可能通过肠道菌群失调与偏头痛联系在一起。
婴儿肠绞痛、肠道菌群失调和偏头痛
婴儿肠绞痛是在生命的头几个月内难以安慰的突然性大声哭泣的常见原因。它经常被认为是一种像偏头痛一样的疼痛综合症。婴儿肠绞痛与偏头痛似乎有着共同的发病根源。在一项对母婴进行的调查中发现，有偏头痛史的母亲与没有偏头痛史的母亲相比，其孩子患肠绞痛的比率要高。此外，儿童偏头痛患者与对照相比更多的在婴儿期经历过肠绞痛。
肠绞痛的婴儿在出生后的头几周内肠道微生物多样性和稳定性相较于健康的婴儿要低。与对照组相比，肠绞痛患儿变形菌门细菌明显增加，而双歧杆菌和乳酸杆菌明显减少。同时，肠绞痛表型与变形菌门的特定细菌类群呈正相关，包括大肠杆菌、克雷伯氏菌、沙雷氏菌、假单胞菌等等。当将肠绞痛婴儿的粪便细菌移植到无菌小鼠后，可以导致小鼠内脏痛觉过敏。
所有这些胃肠道疾病都被证明与偏头痛有关，这些疾病患者中偏头痛的发生率明显更高，治疗这些疾病似乎也可以显著降低偏头痛的发作次数、持续时间和严重程度。同时，偏头痛常伴有恶心、呕吐等胃肠道症状，有些偏头痛患者甚至常年饱受肠胃不适的痛苦。这些都说明，肠道和偏头痛之间存在着密切的联系。
肠脑轴与偏头痛
肠脑轴是肠道和大脑之间的双向交流系统，它发挥着监测和整合肠道功能的作用，并且将大脑的情绪和认知中心与外周肠道功能（包括免疫激活、肠道通透性和肠道-内分泌信号等）联系在一起。
肠脑轴在调节胃肠道运动、分泌、消化和吸收，调节食欲、能量平衡和新陈代谢以及调节黏膜免疫等方面具有重要作用；反过来，大脑接收来自胃肠道的信息，并与来自其它系统的信息整合，然后反馈回胃肠道。因此，肠脑轴的调节对于维持中枢神经系统和胃肠道的稳态至关重要。
肠脑轴功能紊乱是功能性胃肠道疾病和中枢神经系统疾病的临床体征。肠脑轴功能失调不仅参与各种胃肠道疾病的病理发生，越来越多的研究也表明它还参与许多神经精神疾病的病理生理学，包括情绪和焦虑障碍、抑郁症、自闭症、多发性硬化症、阿尔茨海默病、帕金森病和偏头痛等。
肠脑轴信号网络涉及神经、内分泌和免疫因素，肠道微生物在其正常功能中发挥着重要作用，它们影响着下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPA）的发育和成熟，影响着免疫系统的发育和功能，参与调节血脑屏障，调节神经递质的合成和识别，调节神经发生和髓鞘形成并支持大脑的发育和功能。
肠道菌群与肠脑轴相互作用的另一个主要机制是调节肠道屏障功能。肠道屏障通透性增加可以通过脂多糖的渗漏刺激炎症反应和免疫反应，而促炎细胞因子可反过来可以导致肠道通透性进一步增加。促炎细胞因子（TNF-α,IL-1β和IL-6）也可以影响三叉神经通路的伤害性反应，在引发偏头痛中发挥作用。
有什么证据能够证明肠道微生物在偏头痛中发挥作用吗？
无菌动物是一种极好的研究肠道菌群功能的动物模型。无菌动物是在完全隔绝微生物的屏障环境中繁殖的，它们不携带有任何可检测到的微生物。给小鼠皮下注射硝酸甘油可以诱导小鼠出现急性偏头痛样的疼痛，研究发现，无菌小鼠皮下注射硝酸甘油后，偏头痛样的疼痛持续时间延长，如果给无菌小鼠重新定植肠道菌群，这种疼痛延长可以完全被逆转。
此外，在小鼠模型中，长期使用抗生素破坏肠道菌群，也可以导致硝酸甘油诱导的偏头痛样疼痛延长，而补充益生菌可以显著抑制抗生素的这种影响。
这些研究均表明，肠道菌群失调可能加重偏头痛样疼痛，甚至可能使偏头痛长期化。
肿瘤坏死因子-α（TNFα）是一种促炎性细胞因子，在慢性疼痛的发生发展中起着重要作用。肠道菌群物失调可能通过上调三叉神经痛觉系统中的TNFα水平导致慢性偏头痛。肠道菌群也通过产生短链脂肪酸来调节小胶质细胞的成熟和功能，肠道菌群失调可能激活小胶质细胞，分泌更多的TNFα，从而加重偏头痛。
某些益生菌能够有效地改善肠道相关的症状，其中一个可能的作用机制是增强肠道屏障功能。益生菌能够维持或改善人类肠道屏障功能，它们也可能对那些肠道功能障碍的偏头痛患者有效。在一项没有对照的研究中使用几种不同的益生菌组合（嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、屎肠球菌和两岐双歧杆菌）联合维生素、矿物质、微量元素和草药对40位偏头痛患者进行了干预，经过90天的干预后，患者的生活质量分数明显上升，由干预前的38分上升到76分，其中60%的偏头痛患者几乎完全缓解了偏头痛的发作，质量分数报道为80-分之间。
总结
许多神经系统疾病，包括抑郁症、自闭症等，都被证明与肠道菌群失调有关，改善肠道健康对于这些疾病的治疗具有重要意义。偏头痛是一种慢性神经系统疾病，大多数偏头痛患者经历胃肠道紊乱，包括恶心、呕吐、腹痛或腹泻，此外还有各种神经和血管症状。许多胃肠道疾病也被证明与偏头痛有关，包括炎症性肠病、肠易激综合征、幽门螺旋杆菌感染、乳糜泻、胃轻瘫、肠绞痛等等，这些疾病患者中偏头痛的发生率明显更高，治疗这些疾病似乎也可以显著降低偏头痛的发作次数、持续时间和严重程度。这些疾病也表现出肠道菌群失调和肠道通透性增加。这些都充分说明，肠道和肠道菌群与偏头痛之间存在着密切的联系。
肠道菌群失调可导致肠道通透性增加，肠道中一些本不该进入血液的物质可能渗漏进入血液，刺激免疫系统，导致全身性炎症反应。一些促炎细胞因子的释放可能影响三叉神经通路的伤害性反应，在引发偏头痛中发挥作用。
适当的饮食控制（包括高膳食纤维，低升糖指数的食物），适当补充一些重要的营养物质（比如维生素D和omega-3等）可以帮助改善我们的肠道健康，有助于改善偏头痛相关的特征。益生菌也可能通过增强肠道屏障功能，帮助缓解偏头痛。
当然，偏头痛与肠道和肠道菌群之间的联系还需要更深入的研究，但是现有的研究已经告诉我们偏头痛和肠道之间必定存在着联系，头痛可能不仅仅是头部的问题，头痛也不应该只是医头，改善肠道健康也应该成为偏头痛治疗中非常重要的一部分。
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参考文献：
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本文编辑：佚名
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