人体携带有远远超乎人体细胞数量的微生物,包括细菌、真菌、酵母和病毒等,广泛分布在人体表面的皮肤、口腔、消化道、呼吸道和生殖道等部位以及人体脏器内部和血液神经等系统中,其编码的基因在数量上也远远超乎人类自身编码的基因,仅仅在肠道中就有近千种微生物寄宿或通过。
人类与这些微生物通过彼此间协同进化形成互惠互利的共生复合体,肠道为微生物提供最佳的生存环境,包括天然的厌氧条件,丰富的营养物质,以及适宜的温度和pH等,形成世界上生物种群密度以及遗传多样性单位面积最大的场所。同时这些微生物及其代谢产物也直接或间接的影响到人体的营养物质加工、消化吸收、能量平衡、免疫功能、胃肠道发育和成熟及其他多种重要的生理活动。双方的互惠互利能够维持人类肠道微生态系统的稳定和动态平衡。
一个健康的微生物群落的状态是功能的多样性和组成的平衡。然而在当今社会,日益恶化的环境中,除抗生素以及各种药物的滥用外,食物防腐剂、食品保鲜剂、食品色素等都严重破坏着人类与微生物共生的动态平衡。同时人们饮食的不规律、偏食、过多食用带有杀虫剂的蔬果,以及工作生活压力导致的紧张焦虑等都会破坏肠道微生物的平衡,最终导致各种各样的生理和心理疾患的发生。
1、什么是人体肠道菌群?
人体肠道菌群是存在于我们的胃肠道中的一个十分多样而复杂的微生物群落,被称为一个被遗忘的代谢“器官”。据估计,在我们的整个胃肠道中有100万亿个微生物,代表了近千种不同的物种,它们的数量比人类自身细胞的数量还要多。人体肠道菌群由古细菌、细菌、真菌、病毒等组成,是地球上最复杂的生态系统之一。
2、肠道菌群如何以及为什么会成为人们关注的焦点?
绝大多数的肠道微生物生活在结肠。传统的研究肠道菌群的方法通常建立在体外共培养技术之上,通过对微生物的选择性培养,再进行鉴定和分类,该方法智能定量检测体外可培养的微生物,然而大多数厌氧的肠道微生物在目前的培养技术下难以进行体外培养,因此我们对肠道菌群的了解一直很有限,往往低估正常菌群的数量和多样性。近年来,随着科学技术的发展,大量分子生物学技术在该领域里迅速地渗透和广泛运用,逐渐突破了传统技术和方法的局限性,使我们对肠道菌群有了更深入的理解和完整的评价,肠道菌群在人类疾病和健康中的作用也成为了人们关注的焦点。
上个世纪,人类基因组计划曾经预言人类将有10万个以上的基因被解析,届时所有的疾病与健康的原因将一目了然。然而,人类基因组详细图谱构建完成之后,仅仅发现了大约2万个基因,科学家们仍然无法完全解释癌症、糖尿病以及很多人类生理现象。人体的生理代谢和生长发育不仅仅受自身基因控制,有许多现象,比如对疾病的易感性、药物反应等,无法全部用人体基因的差异来解释。随着对肠道菌群更深入的了解,肠道菌群在调节人体生理代谢和生长发育中的作用也日益凸显,这些微生物的基因组所编码的基因作为人体自身基因组的补充也发挥着非常重要的作用。据估计,肠道微生物所编码的基因有大约300万个,是人类自身基因组的约150倍,被称为人类“第二基因组”。研究人类肠道菌群与人类健康的关系,对于阐明人类生长发育、生老病死的机理具有十分重要的意义,有助于更好地破解人类疾病的发生发展机制,并将对疾病的预防和治疗起重要作用。因此,肠道菌群如何在健康和疾病中发挥作用以及如何维持健康的肠道菌群也就成为了研究关注的重点。
3、肠道菌群有什么功能?
健康的肠道菌群表现为高多样性以及具有在生理压力下抵抗变化的能力。对肠道菌群作为健康和疾病不可或缺的一部分的理解来自于对肠道菌群所具有的多种代谢和生理功能的认识。这些包括:通过营养提取和发酵难消化的食物成分来获取能量,合成关键物质比如维生素B12和K,神经递质比如5-羟色胺,维持肠道屏障,免疫功能比如防止感染,系统免疫和自身免疫性疾病的保护。
肠道微生物能够帮助我们消化食物、保持肠壁的完整性、赶走有害细菌以及训练我们的免疫系统区分朋友和敌人。它们还能将糖转化为给肠道细胞提供能量的短链脂肪酸,还能合成许多我们自己无法合成的酶、维生素和激素。如果没有这些基本的肠道微生物,食物就不能被正确地分解,其食物组分也不能被完全吸收,这也就意味着即使你吃的是超级健康的食物,如果没有足够健康的肠道细菌,你可能也无法吸收食物中的所有维生素和营养物质。肠道细菌还能帮助身体吸收钙和铁等营养物质,保持pH平衡,代谢药物,调节基因,清除致癌物质等等。肠道细菌还可以合成某些重要的神经递质,比如5-羟色胺和多巴胺,因此在调节大脑功能和行为方面也发挥重要作用。
4、什么是肠道菌群失调?
健康的肠道菌群按照一定的比例组合,各菌间互相制约,互相依存,在质和量上形成一种生态平衡,表现为物种多样性高和有益微生物占优势。相比之下,疾病状态下的肠道菌群表现为物种多样性较低、有益微生物减少以及有害微生物增多,这就是肠道菌群失调,也就是肠道菌群平衡被破坏,数量和质量的变化导致致病性和有害的微生物在肠道内的异常增加或定植。一旦机体内外环境发生变化,特别是长期应用广谱抗生素,一些敏感的肠道细菌被抑制,未被抑制的细菌则趁机大量繁殖,从而引起菌群失调。肠道菌群失调对健康和多种慢性疾病状态具有重大影响,肠道菌群失调被认为是许多疾病发生的原因,同时疾病状态也可以影响肠道菌群的组成。
5、什么因素导致肠道菌群失调?
肠道菌群的动态变化可以归因于许多因素,比如饮食、日常用药、生活和工作压力等等都可以影响我们的肠道菌群:
A. 如果给食物一个简单的定义,那就是能够滋养我们的东西,这意味它也应该滋养我们的肠道细菌。肠道细菌除了需要生存所需的基本营养物质以外,还需要保护自己不受食物中的毒素和化学物质的侵害,不受错误类型的食物的侵害。高脂高糖的西式饮食会促进肠道中错误类型的细菌的生长,膳食纤维摄入不足也会减少肠道中有益细菌的数量。大多数高度加工和超级加工食品都含有食品添加剂,人工甜味剂和食品乳化剂等都被证明可以导致肠道菌群失调。
B. 药物有时确实能解决我们的一些困扰,但是当谈到菌群失调时,它们往往就是问题的根源。抗生素就不用说了,它们会不加选择的杀死致病菌和有益菌。其它很多药物,比如抑酸药、非甾体类抗炎药和激素类药物等等,也会通过杀死有益细菌、改变肠道pH值,从而促进一些有害细菌的过度生长,严重破坏我们的肠道菌群,导致菌群失调,或着破坏肠道黏膜屏障,导致细菌进入它们本不该进入的地方,引发感染和炎症。胃肠道感染本身也会破坏肠道菌群。
C. 压力不仅对我们有害,也对我们的肠道细菌有害。压力会影响胃中黏液的分泌量,从而改变肠道细菌的组成、多样性和数量。压力也会导致潜在有害细菌的数量增加,这也会增加我们对于感染的易感性。这也是为什么当我们疲惫不堪、压力山大时,我们更容易生病的原因。
来源:肠道健康推进会
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