肠道菌群与健康

肠道菌群与健康 生活在人体肠道内数以万计的细菌被统称为肠道菌群 它们有人体有着密 不可分的互利共生关道营群的组成影响着每个人的健康 近年来 随着高通量测序和宏基因组学等新的研究方法的不断开发和应用 肠道微生物对人类健康的影响重新引起重视 成为当前生命科学和医学的研究热 点 一些国家相继实施了人体微生物组计划并取得了突破性进展 现有数据表 明 肠道是人体最大的微生态系统 栖息着总数约 10 的 14 次方 1000 2000 余 种 重量约为 1 2 公斤的微生物 这些肠道微生物编码基因的总数超过 330 万 约为人类编码基因总数的 100 倍 因此肠道微生物又被认为是人体的第二基因 组 肠道微生物基因组与人体基因组一起 通过与环境因素的相互作用 通过不 同方式影响我们的健康 肠道微生物从功能上可以分为共生 益生和病原微生物三大类 其中主要 是细菌 也包括真菌 病毒和噬菌体 它们在人体肠道中保持着一种动态的平 衡 如此庞大的肠道微生物群体通过与宿主的长期协同进化 已经成为一个与 人体密不可分的后天获得的重要 器官 肠 道菌群及其代谢产物与宿主之间 的正常交流对于维持宿主的健康是必要的 最新的研究发现 肠道菌群能够连 接到宿主的免疫系统 激素系统 大脑 肠 脑轴 及其它代谢通路以不同方 式影响人体的健康 肠道微生态的紊乱也与许多疾病相关 包括糖尿病 肥 胖症 炎性肠病 神经退行性疾病和肿瘤等 肠道菌群的功能 1 保护肠道的功能 正常的肠道菌群能够通过构建相应的屏障来预防外来微生物的侵入 从而 维持肠道环境的稳定性 预防微生态平衡被破坏 肠道中厌氧菌所占比重超过 99 大量肠道菌群的存在会消耗细菌生长与繁殖所必须的营养物 使得外部进 入的致病菌由于无法获得营养物质而无法进一步生长 从而减少了其在肠道中 的数量 同时 肠道菌群代谢产生的物质能降低肠道 pH 值 影响了大肠杆菌 沙门氏菌的进一步繁殖 从而降低此型细菌代谢产生的毒性物质 降低结肠中 的毒素 此外 厌氧菌与肠道粘膜形成的复合结构能够保护肠道上皮组织 预 防占位性病变的出现 2 物质能量代谢 肠道菌群代谢产生了多种人体本身所不具备的酶以及生化反应 从而分解 不易吸收的多糖 寡聚糖以及糖蛋白质等物质 从而生产短链脂肪酸 为人体 提供能量 同时也为肠道菌群的生长提供了良好的环境 同时 肠道菌群能够 合成多种人体无法从食物中获取的维生素 此外 肠道菌群还能够与人体代谢 机制产生共同代谢的作用 例如通过肝肠循环参与药物代谢分解 尤其是胆汁 酸以及脂肪的代谢 若肠道菌群紊乱 导致机体代谢出现异常 从而导致肥胖 糖尿病等非健康状态的出现 粪便菌群移植 FecalMicrobiotaTransplantation FMT 是将健康人肠道 内全菌或功能性 菌群经一定的途径输注到病人肠道内 重建正常的肠道菌群 治疗肠道及肠道外疾病的一 种方法 用粪菌移植的手段可治疗伪膜性肠炎 粪菌移植对艰难梭菌感染治愈率很高 现也逐渐开始应用于 IBD 的治疗 3 免疫功能 肠道菌群本身具有刺激免疫系统的反应 能够调节抗体的水平 从而激活 淋巴细胞 增加干扰素的表达水平 从而提高人体的免疫力 肠道菌群的定值 与免疫相关疾病的出现有密切的相关性 剖宫产因而与阴道分娩因而相比 在 哮喘以及过敏发生率方面的比较差异有统计学意义 P 0 05 这可能与肠 道菌群多样性差异有密切的相关性 新生儿在出现过敏症状之前可以观察到肠 道菌拟杆菌种类数量少 免疫功能是机体对外界环境刺激所作出反应的能力 当免疫功能紊乱时 可导致机体出现各种疾病 研究证实 免疫相关疾病与肠道菌群相关 其中具 有代表性是炎症性肠病 肠道微生物促进免疫系统的形成 而宿主的免疫系统 反过来又可影响肠道菌群的形成 对此我们可以从肠道菌群下手 采用免疫治 疗的方法来治疗炎症性肠病 4 抗肿瘤 肠道菌群的抗肿瘤机制主要是通过以下几方面实现 激活抗肿瘤因子的 施放 肠道益生菌在肿瘤预防中具有重要作用具有吞噬细胞活性 激活树突状 细胞 从而激活 T 细胞 能够增强机体免疫力 能够起到保护机体 预防肿瘤 生长的作用 调节肠道环境 抑制肠道内致癌物质的形成 肠道益生菌能够 阻碍病原微生物在肠道内生长 同时能够与肠道内的致癌物结合 然后通过新 陈代谢排除体外 从而减少了致癌物的滞留 肠道菌能够通过产生酸性物质来 降低肠道 pH 值 从而阻碍病原微生物的生长 预防基因组突变 肠道菌群 能够预防基因组突变 双歧杆菌能够保持人体基因的稳定性 且双歧杆菌能够 阻碍癌症的发生率 有研究人员分析了 112 名胃癌 88 名结直肠癌患者及健康人的小肠细 菌 过度生长情况 发现小肠细菌过度生长与质子泵抑制剂使用相关 使用双歧 杆菌三联活菌胶囊治疗小肠 细菌过度生长有效 可缓解 胃癌及结直肠癌症状 Uemura 等对患肠道疾病的志愿者进行幽门螺旋杆菌 HP 感染状态的检查 发 现后期患有胃癌的患者都发生过 HP 的感染 5 抗衰老 肠道微生物与人体为共生关系 微生物一方面能够利用食物残渣产生人体 所不具备的维生素 氨基酸和多台 另一方面能够通过分解肠道有毒物质 抑 制蛋白质的腐败 从而减少疾病的出现 当肠道紊乱出现之后 人们可能出现 各种急慢性肠道疾病 同时与肥胖 精神病等多种疾病的出现有密切的相关性 肠道细菌内中的 80 细菌是对人体有益的细菌 例如双歧杆菌 乳酸杆菌 乳 链球菌等 益生菌具有抗衰老的作用 其能够通过调节肠道粘膜功能以及人体 免疫机制 从而产生有益的生理作用 但是也有少数致病微生物 包括葡萄球 菌 绿脓杆菌等 随着年龄的增长 兼性厌氧菌数量会逐渐增长 这些细菌具 有一定的致病性 在正常情况下致病菌在肠道中的浓度较低 但是随着年龄的 衰老 抵抗力逐渐下降 加上各种慢性疾病的出现 肠道致病菌浓度进一步升 高 导致各种疾病的发生率也逐渐升高 有文献通过观察发现 年龄 70 80 岁 人群肠道菌群多样性低于年龄 70 岁的人群 由于肠道菌群能够调节先天免疫 骨骼肌和认知功能等与机体老化密切相 关的生理过程 所以肠道菌群也成为抗衰老研究的一个新靶点 2016 年 一 项来自中国四川的长寿老人肠道菌群研究 发现长寿老人的菌群具有较高的 多样性 并确定了 50 个菌属作为 长寿信号 其中 11 个菌属与先前一项意 大利长寿老人的菌群分析结果一致 随着年龄增加 人体某一核心菌群的丰度 会逐 渐减少 其中大部分属于拟杆菌科 毛螺菌科和瘤胃菌科 而长寿老人 肠道中维持 健康的有益菌依然保持较高丰度 肠道菌群作为人体内一个复杂的微生态系统 肠道菌群在维持宿主生理功 能具有非常重要的作用 从食物中摄取能量 产生重要的代谢产物 维持人体 正常免疫功能 保护宿主免受外界病原的感染等 肠道菌群是动态