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肠道细菌是健康工厂的“优秀员工”

发布时间:2019/05/09    浏览:89605次    

我们可以把我们的身体想象成一座“工厂”,肺、肾脏和肝脏等器官代表着维持生产运行的“机器设备”,它们负责吸收氧气、过滤血液、排除毒素、合成激素以及执行维持我们生存的所有其它复杂任务。其中一些任务是自动完成的,但是大多数都需要持续的监督、维护和调整。


我们拥有“机器设备”,但是谁来操作它们呢?这些复杂的过程,比如消化,是如何发生的呢?谁帮助我们分解食物,决定哪些要被吸收,哪些要被排出?我们如何区分有害细菌的感染和无害细菌的定植?谁来告诉我们的免疫系统什么时候该集结军队,什么时候该无视无害的入侵者呢?


答案是:我们的肠道微生物。



经过数百万年的进化,我们已经拥有了一支令人难以置信的微生物大军,它们是我们身体这座“工厂”里的“工人”,这些微生物为我们所有的身体功能提供有益的帮助。它们可以产生许多我们身体需要但是自身不能制造的物质;它们为我们战斗,它们甚至调节我们自身基因的开关,将我们需要的基因打开,而将我们不需要的基因关闭。作为交换,我们为这些微生物提供食物和住宿。


因为我们是这些微生物的宿主,它们依靠我们而生存,尽管在某些情况下,它们会攻击我们,导致一些不好的事情发生,比如感染甚至癌症,但是大多数微生物都是为了我们的健康而存在的,它们会竭尽全力地帮助维持我们的健康,只有这样它们才能得以生存。我们可以把这些微生物小伙伴分成三类:


1、有益菌:与我们和平共处,帮助维持健康的微生态平衡;

2、中性菌:通常是无害的,在特定条件下具有侵袭性,对人体产生危害;

3、有害菌:危害人体健康。




大多数人类细菌属于四个细菌门——放线菌门、厚壁菌门、变形杆菌门和拟杆菌门,每一个细菌门都含有许多不同种类的细菌。由于含氧量、潮湿度和血液流动等方面的差异,身体的不同部位有着不同的微生物群落。不需要氧气的厌氧物种在肠道中占主导地位;葡萄球菌在皮肤上生长旺盛;而一些链球菌通常栖息在口腔和上呼吸道。所有这些细菌都存在有致病性的形式,但是那些每天与我们生活在一起的细菌大多是无害的,尤其是当它们被足够数量的有益微生物所控制的时候。



肠型(enterotype)是一种基于肠道生态系统的分类,是一种根据不同细菌物种的相对丰度对人进行分类的方法。2011年,研究人员将人体肠道微生物分为三种肠型:分别以拟杆菌属(肠型1)、普氏菌属(肠型2)和瘤胃球菌属(肠型3)为主要菌群。不同的肠型似乎不受遗传背景、种族、年龄、性别等的影响,而与长期的饮食习惯相关。以拟杆菌属为主的肠型1与蛋白质和动物脂肪的摄入过多有关,而以普氏菌属为主的肠型则与碳水化合物,尤其是纤维的摄入有关。不同的肠型与特定疾病状态的易感性有关,比如肥胖和炎症,表明我们的饮食对我们的整体健康影响很大。




肠道细菌会做什么?


肠道共生微生物有着许多重要的功能,它们帮助我们消化食物、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肠道细胞用来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。


我们肠道中的大多数细菌都是厌氧的,这意味着它们在少氧或缺氧的环境中生存。从肠道的上部到下部,细菌的数量会逐渐增加,胃和小肠的细菌数量要比结肠少得多。有些细菌会在肠道内安家,而另一些细菌则只是路过,它们会在通过肠道的过程中繁殖,最后通过粪便排出。



我们的肠道细菌会做什么:


  • 将糖转化为短链脂肪酸,为细胞供能

  • 排挤病原菌

  • 消化食物

  • 帮助身体吸收钙和铁等营养物质

  • 保持pH平衡

  • 维持肠壁完整性

  • 代谢药物

  • 调节基因

  • 清除致癌物质

  • 产生消化酶

  • 合成B族维生素

  • 合成脂溶性维生素(维生素K)

  • 合成激素

  • 训练免疫系统区分朋友和敌人

  • ……


免疫调节


消化并不是唯一依赖于肠道细菌的存在的过程。接触许多不同的微生物,包括有益和有害微生物,对于启动和训练免疫系统至关重要。这样以后它才能区分朋友和敌人,忽略那些无害的微生物,而对危险的病原体立即做出反应。




基因调节


我们人类自身编码大约20000多个基因,而我们所携带的微生物编码超过300万个基因。肠道细菌的基因在维持我们正常的生理功能中发挥着重要作用。它们参与碳水化合物代谢和酶促解毒等功能,这是人类自身基因组所缺失的。肠道细菌会根据身体内部环境决定各种人类基因的打开和关闭,这可以影响那些遗传易感的疾病是否真的会发生。肠道细菌对人类自身基因的调控也可以在一定程度上解释为什么遗传疾病并不总是影响家庭所有成员,比如,即使是同卵双胞胎,他们有相同的基因,但是肠道菌群不同,他们发生某些遗传疾病的风险也不同。


我们的健康取决于我们的肠道细菌


大家可能留意过,一到流感季节,有的人特别容易感冒,而有的人则不怎么感冒。他们可能接触过同样的病毒,但是因为他们拥有更健康的微生物群落,所以他们能够排除病原体,保持健康。抗生素的使用实际上会使我们更容易受到感染,因为它们在消灭有害病原体的同时,也会消灭那些能够对抗病毒和危险细菌的有益细菌。轮状病毒感染可导致严重的腹泻性疾病,每年导致约50万儿童死亡,有研究将一种细菌蛋白注入感染轮状病毒的小鼠体内,成功地阻止了感染。相同的细菌蛋白也显示出对其它病毒的效力,包括流感,表明细菌在预防病毒感染方面的重要作用。




健康的肠道细菌是决定谁能幸免于潜在致命病毒的因素之一。肠道菌群尚未发育完全的婴幼儿以及菌群多样性降低的老年人往往是最脆弱的。滥用抗生素也会将我们置于危险之中,因为它会将有益微生物和有害微生物一起清除。所以我们会发现,抗生素使用越多,我们反而越容易被感染。当然,同时存在的医疗问题和营养状况等其它因素也起到了一定的作用,但是这些因素也与我们肠道菌群的健康密切关联,所以拥有足够多的有益细菌是保护我们免受急性和慢性疾病侵害的重要途径。


感染往往是菌群失衡的结果,而不是因为感染了任何一种特定的有害细菌,认识这一点有助于我们更明智地选择我们的治疗方法。我们体内都携带有一些有害微生物,正常情况下它们不会对我们造成危害,但是如果不加以控制,它们的数量超出正常水平,则可能危害人体健康。解决办法不应该是使用抗生素或抗菌药物去消灭它们,而是应该通过改变饮食、补充有益微生物等方式增加有益菌的数量,来重建菌群平衡。



菌群的变化,鼻子知道


不同的微生物群落有着自己独特的特征气味,这是因为不同的细菌所产生的代谢物是不同的。比如,早晨的呼吸就是一个很好的例子,说明了微生物群落改变与气味的明显变化之间的关系。我们大多数人睡觉时都闭着嘴的,主要通过鼻子呼吸,这会导致口腔中的氧气含量降低,并在一夜之间增加厌氧菌的数量,而厌氧菌的代谢产物会给我们的呼吸带来一股酸味。由于克罗恩病、溃疡性结肠炎或急性感染而导致结肠炎症的人,他们的肠道菌群组成也发生了显著变化,这种变化甚至可以通过气味的变化闻出来。我们也可以通过留意自己粪便气味的改变来判断自己肠道菌群的变化。


大多数动物都能察觉到微生物群落的变化。它们互相嗅来嗅去以识别对方,去判断雌性是否处于发情期,去发现猎物的恐惧。我们也可以通过气味发现许多可识别的特征,比如谁有脚臭或口臭,谁吃了很多肉,谁的压力大,因为这些都可以反映在我们的微生物群落中。嗅觉敏感的人甚至可以通过一个人身上气味的微妙变化闻出疾病来,比如,2015年,BBC报道了一则新闻,标题为“能闻出帕金森病的女人”,她在其丈夫被诊断为帕金森病的6年前就发现其丈夫身上的味道在变化,判定其可能发生帕金森病,因为她认为这种气味是帕金森病患者特有的,她在参加帕金森患者团体活动时发现患者身上都有这种味道。而现在的研究发现,肠道菌群的变化确实可导致帕金森病。




好好对待我们的肠道细菌“员工”


每个人的菌群组成都是不同的,就跟我们的指纹一样是独一无二的,这使得我们要准确定义一个健康理想的微生物群落非常困难。我们的健康取决于菌群的精确平衡。


影响肠道细菌的因素很多,包括是否母乳喂养、我们的年龄、性别、职业以及我们住在哪里。但是我们的饮食是最具影响力的因素。所以我们的饮食不应该只是专注于减肥或降低胆固醇或避免糖尿病,而是应该让我们肠道里的细菌“员工”吃好喝好,因为在肠道菌群平衡、丰富和多样的情况下,我们是不容易得病的。


另一个重要的步骤是要了解哪些因素在威胁肠道细菌“员工”的安全。意识到哪些闯入者和恶劣的环境会把我们井然有序的肠道细菌“工厂”变得杂乱无章,这是关键。以后,我们将详细探讨肠道菌群是如何被扰乱的,以及我们应该如何保护我们的菌群。


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