发布时间：2019/09/20    浏览：76957次    

肠道菌群的发育可能比我们之前所了解的更早，可能从受精的时候就开始了，并在怀孕期间一直持续。影响菌群发育的因素包括遗传因素和环境因素，母亲的健康状况、生活方式和菌群，地理位置和抗生素使用等等。生命早期菌群组成的差异可能与各种微生物功能特性以及微生物代谢产物比如短链脂肪酸或多胺的产生差异有关。这些差异可能对胃肠道系统的发育产生影响，并对以后的健康造成影响。

生命早期的微生物定植 

在精子和卵子相遇之前，我们与微生物的接触就开始了，精液菌群和阴道菌群的组成和活性可能促进或阻止受精。此后，我们与微生物的接触一直持续，人类肠道细菌的定植开始于怀孕期间。健康人体胎盘、脐带和胎粪中有微生物的存在，表明胎儿与微生物的接触是一种生理现象。流行病学研究和实验数据均表明，胎儿微生物接触与健康和疾病风险均存在因果关系。因此，母体微生物环境很重要，它取决于母亲接触微生物的情况、怀孕期间的营养、母亲的健康状况和药物的使用情况等等。

婴儿肠道内常见的微生物类型因遗传背景、地理区域、环境、喂养方式以及可能的宫内环境而异。最近的一项研究报告表明，变形菌门是羊水中最常见的细菌门，而隶属于肠杆菌科的细菌物种特别丰富。丙酸杆菌属是存在于羊水和胎盘中的第二个常见细菌属，在胎粪中也可以检测到。在胎粪和婴儿粪便中还发现了链球菌属和葡萄球菌属细菌，在羊水、胎盘、初乳和胎粪中发现了乳杆菌属细菌。因为母乳中总是含有双歧杆菌，因此双歧杆菌属细菌更可能出现在母乳喂养的新生儿中。这些细菌构成了肠道定植的基础，而母亲的菌群和出生时所暴露的细菌环境强化了这一基础。因此，母乳中的菌群组成和母乳低聚糖对母乳喂养婴儿的菌群有重要影响，使其与配方奶喂养婴儿的菌群存在显著差异。母乳和低聚糖还能促进肠道屏障和免疫系统的发育。

肠道中宿主-微生物的稳态 

肠道上皮细胞参与宿主-微生物相互作用的体内平衡。这种平衡是互惠互利的，肠道菌群与宿主的遗传因素一起影响上皮细胞的结构成熟，调节生长、形态和功能发育。对健康婴儿粪便菌群分析表明，大部分是由双歧杆菌组成，其次是乳杆菌、肠球菌、梭菌和拟杆菌等。

婴儿出生后，胃肠道的形态以及水解和吸收功能发生了重大的变化。母乳喂养的婴儿和配方奶喂养的婴儿在肠道菌群组成方面明显不同，其肠道黏膜形态、上皮通透性、营养物质吸收率、胰腺内分泌和外分泌功能等也存在显著差异。此外，配方奶喂养的婴儿表现出较高的微生物多样性，其中拟杆菌、梭菌和大肠杆菌的数量较高。

肠道菌群构成了人体一个高度活跃的代谢器官，能够执行一些我们自身无法执行的功能，补充我们自身基因组所编码的代谢特征。例如，肠道环境允许特定的微生物发酵食物成分，从而产生一系列具有生物活性的代谢物。此外，它们能够利用我们的饮食中的许多可消化和不可消化的膳食成分。细菌发酵产生的代谢产物包括必需维生素、短链脂肪酸、支链脂肪酸、生物胺和多胺、一些气体、酚类化合物等等。肠道细菌产生的有些代谢分子的数量很大，有时每天超过10毫克。一些细菌代谢物通常是可渗透的，可以被宿主细胞所利用，比如氨基酸代谢物、短链脂肪酸或多胺。肠道菌群组成不同，其产生的代谢物的组成也会不同。肠道细菌的其它代谢活性包括激活或灭活生物活性的膳食成分（比如异黄酮类、黄酮类和植物木脂素等）以及胆汁酸和外源性物质的转化。

肠道上皮细胞最重要的功能之一是肠道屏障功能。它作为一种物理屏障能够有选择性的让肠道中的物质通过，防止病原体和有害物质的进入，允许营养物质的吸收。肠道黏膜通透性是可调节的，可能受到细胞外刺激的调节，比如饮食和细菌。胃肠道中细菌代谢物的产生影响宿主的许多生理过程，比如肠道通透性和免疫系统的发育，代谢调节和血管健康。肠道屏障还促进肠腔与参与肠道稳态调节的内分泌、神经、免疫系统之间的分子和信号传递。出生后的第一个月肠道细菌定植的改变可能影响上皮细胞屏障功能的成熟，随之发生的是肠道通透性的改变，这可能促进病原体和抗原的进入。 

无菌环境下喂养的小鼠隐窝细胞生长率下降，且隐窝所含有的细胞数比结肠内具有正常菌群的小鼠明显减少；而重新定植细菌后，隐窝细胞分化增快，肠绒毛处肠上皮细胞/杯状细胞的比值增加。肠道正常菌群对肠上皮细胞分化有影响，这种影响依赖于细菌的数量，细菌必须达到相当的数量才能对肠山皮细胞分化产生影响。肠道有益菌还可通过增强肠上皮细胞紧密连接来加强肠上皮细胞功能。

细菌来源的分子及其对胃肠道发育的影响

短链脂肪酸 

植物性食物中存在的许多碳水化合物在小肠中不能被消化或消化很缓慢，它们进入大肠后被肠道细菌发酵利用。它们被肠道细菌发酵后产生大量的短链脂肪酸，比如乙酸、丙酸、丁酸、琥珀酸和甲酸等，其比例取决于肠道细菌的组成和种类。这些短链脂肪酸很快被结肠细胞吸收，在维持肠道稳态和上皮完整性方面发挥着重要作用。短链脂肪酸的产生对于肠道健康至关重要。

短链脂肪酸的功能包括：（1）作为结肠细胞的能量来源；（2）调节脂肪生成和胆固醇合成；（3）直接通过下丘脑抑制食欲；（4）释放饱腹感激素；（5）潜在的抗癌作用；（6）改善肠道屏障功能；（7）调节肠道运动功能；（8）调节碳水化合物代谢。

在婴儿早期，母乳喂养的婴儿粪便中最主要短链脂肪酸是乙酸和乳酸，而配方奶喂养的婴儿中最主要的是乙酸、丙酸和丁酸。如果在婴儿配方奶粉中添加特定的低聚糖，粪便短链脂肪酸与母乳喂养的婴儿更为相似。虽然短链脂肪酸对成人和儿童没有明显的不良影响，但是有研究表明极高水平的丁酸可能与坏死性小肠结肠炎有关。

短链脂肪酸的产生速度和数量取决于结肠菌群的组成和密度以及可用于微生物发酵的膳食纤维的类型。不同的短链脂肪酸具有不同的生理作用。例如，乙酸被肝脏用作合成胆固醇和长链脂肪酸的前体，而丙酸可以降低脂肪生成，抑制胆固醇合成。因此，即使我们摄入相同的饮食，但是有于肠道菌群组成不同，产生的短链脂肪酸也就不同，因而可能具有不同的生理结果。

多胺类 

多胺类，包括腐胺、亚精胺和精胺，广泛存在于所有原核细胞和真核细胞中。它们参与DNA、RNA、细胞膜和蛋白质分子的合成和稳定，细胞增殖和分化以及酶活性的调控。多胺类也与肠道屏障功能有关，包括产后肠道组织的成熟、促进肠道黏液的分泌、恢复肠道黏膜以及诱导紧密连接的合成和稳定性。多胺在新生儿消化系统（包括肝脏和胰腺等消化腺）和免疫系统的生长发育中也发挥着重要作用。

几乎我们身体的所有细胞都能利用氨基酸产生多胺，许多研究证明了外源性多胺类、膳食多胺类（主要在上消化道吸收）和微生物产生的多胺类（主要在下消化道吸收）对于肠道细胞以及在细胞高速生长阶段的重要性。

当肠道中产多胺的细菌占优势时，比如拟杆菌属、梭杆菌属以及乳杆菌属和双歧杆菌属的一些有益菌，肠腔内的多胺浓度较高；然而，当肠道中吸收多胺的细菌占优势时，肠腔内的多胺浓度就较低。这可能会对不成熟的胃肠道系统产生重大影响。此外，膳食成分，比如精氨酸，可以调节肠道细菌对多胺的吸收和释放。因此，肠道菌群和饮食中多胺类前体物质的差异可能影响肠道细胞对肠道多胺的可利用性，从而影响胃肠道的发育。

结论

婴儿出生后，肠道菌群对肠道上皮结构的成熟发挥重要作用。这种作用主要是由细菌代谢物调节的，由于不同的细菌会产生不同的代谢物，因此肠道菌群组成的差异可能会以某种不同寻常的方式影响胃肠道的发育，并造成短期或长期的健康后果。短链脂肪酸和多胺等细菌代谢产物对胃肠道发育具有重要影响。

围产期的生活方式可以改变婴儿肠道菌群的发育方式，这些变化可能影响婴儿胃肠道功能的发育。抗生素的使用必须小心谨慎，不仅要考虑其治疗的必要性，还要考虑其对婴儿肠道菌群发育的影响。阴道分娩、母乳喂养和限制围产期抗生素的使用有利于促进正常菌群的发育。

• 上一篇：益生菌能抗衰老吗？
• 下一篇：肠道微生物会影响帕金森？