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肠道菌群究竟对人体有什么作用?

发表时间: 2019-06-10 15:06:06

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早在1886年,科学家就发现了大肠杆菌及其对消化的作用。从此,生物学、医学界就开始了对肠道微生物的研究。1907年,俄国生物学家梅契尼科夫(Metchnikoff)认为乳酸菌能抑制肠道腐败菌生长,并提出了提出著名的“梅氏假说”

1965年,Dubos等人发表了大鼠胃部冷冻组织显微图像,展示了杆状或球状的细菌附着于胃膜上,获得了肠道微生物存在于胃肠道粘膜中的证据。

1992年Bocci提出肠道微生物菌群有着如同器官一样的代谢功能,认为其是“被忽略的人体器官”。




研究者们逐步意识到肠道微生物作为一个整体对宿主的重要性,科学界也开始了肠道微生物与人体健康的关系研究。随着20世纪末分子生物学理论逐渐完善,许多基于分子生物学理论的研究手段被应用至肠道微生物的研究。

印遇龙院士作为中国科学院引进的“百人计划”人才,是首先将分子生物学技术引进到中国,用于动物营养领域的研究,为国内更多基于动物模型的肠道微生物生理功能研究打下良好的基础。




随着欧、美等国发起的“人类基因计划”、肠道元基因组第七框架项目(MetaHIT),及第二代高通量测序手段的成熟,基因组学思想成为主流热点。

宏基因组、宏转录组、代谢组等组学技术逐渐被应用于动物、人类肠道微生物的研究中。

亚洲乳酸菌学会联盟也发起了“亚洲人肠道菌相与健康研究”计划,将对亚洲北京、首尔、新加坡等12个城市不同人群的肠道微生物组成展开系统的研究。



肠道微生物研究被《Science》杂志评为2011年度十大科学突破之一,被《Nature Medicine》杂志评为2011年度八大生物医学研究进展之一;《Science》杂志于2012年上半年推出“肠道微生物群”专辑,而《Nature》杂志也在同年下半年推出“肠道微生物与健康”专辑。




肠道菌群的研究仍在延续,人们希望能从繁杂、庞大数据中找出与人体健康状况相关的肠道菌株。从而可以通过调节菌群结构来实现对慢性疾病的预防和治疗。肠道菌群被命名为人体的一个“器官”已在医学界达成了共识。同时,人们已经发现了肠道菌群及某个菌株在人体特定疾病中的关联性和作用。那么,肠道菌群这个器官在人体中究竟发挥着什么作用,与人体健康有哪些影响?


免疫影响

以双歧杄菌、乳酸杄菌为主的专性厌氧菌与肠黏膜上皮相粘附形成组分相对固定的菌膜结构和生物屏障,有益菌能阻止潜在致病菌在粘膜上定植,可有效地抵御病毒、病原菌等对机体的侵袭,起到防御的功能,降低了病毒、有害细菌进入人体,提高了宿主的免疫力。

研究显示,肠道的免疫能力占人体全部免疫力的70%。当人体内肠道菌群是有益菌占主流,人体的免疫能力就会增加,反之就会免疫力低下。维持肠道菌群的平衡状态会对致病微生物起到抑制作用,减少有毒物质的吸收,增加细胞活性,提高了人体健康状态。



营养及代谢

肠道菌群可以合成多种维生素并参与物质代谢。双歧杆菌可促进蛋白质、氨基酸、脂类和维生素的代谢,促进钙、铁、镁、锌等离子的吸收。可将乳糖降解成葡萄糖、半乳糖,促进大脑发育。当肠道菌群失衡时人体代谢也处于紊乱状态,研究证实,人体的95%以上的疾病包括糖尿病、高血压等都与肠道菌群结构有关。许多病症在其肠道菌群被调整正常后随之消失。


炎症相关

肠道中的有益菌可合成短链脂肪酸(SCFAs),降低肠道PH值环境,抵御炎症。肠道菌群失调将导致炎症,是产生肠息肉、肠癌的直接原因,也是产生其他癌症的诱因之一。

王豪等研究表明,持续性慢性炎症可能导致机体抗氧化能力下降,炎症感染合并脂类代谢异常所致的炎性细胞浸润脂质的沉积还导致了早老性痴呆症发生、发展。

研究亦证实抗氧化物质的降低是老年痴呆发病的重要因素。

实验证实痴呆小鼠肠道内双歧杆菌、乳杆菌和拟杆菌菌量下降,大肠杆菌数量显著上升,痴呆动物的肠道菌群是紊乱的。


人体衰老、寿命相关

持续性慢性炎症可能导致机体抗氧化能力下降,这实际上也是导致机体衰老的重要原因。肠道菌群失调,人体也会产生大量自由基,导致衰老。

在肠道菌群失调状态下,人体对营养物质的吸收、合成出现障碍,导致骨骼、肌肉及器官缺乏足够的营养,也会导致衰老和认知功能下降。有研究发现,衰老与肠道微生物菌群的变化有着非常紧密的联系。

随着年龄的增长,肠道有益菌的数量逐渐减少,肠道菌群的组成和多样性发生变化。而双歧杆菌能减少自由基对人体细跑的损伤,起到抗衰老的作用。

所以说,肠道年轻(实际上是肠道菌群的平衡),人就年轻。

有研究显示,长寿老人粪便中的有益菌与青少年粪便中的数量的比例相当。肠道菌群的变化和人的年龄有关,那就是有害菌群比例的升高。有害菌群比例过高无疑会加速人体的衰老过程,为生病创造有利条件,缩短人的寿命


抑郁和认知障碍

肠道有益菌对全身炎症因子和氧化应激的作用可能导致脑衍生营养因子的增加并有抗抑郁的作用,而抑郁症也是老年痴呆的诱发因素,肠道菌群可能通过中枢神经系统中的促炎因子对认知功能造成影响。所以,通过调整肠道菌群,是可以改善抑郁症患者的状态,及预防、改善老年痴呆症。



肠道菌群的干预

以上大致列举了肠道菌群这个人体特殊器官对人体健康的影响及关联。可以肯定,保持肠道菌群的平衡对人体的健康具有关键性作用。

而保持肠道菌群的平衡主要靠日常良好、规律的生活习惯,合理的膳食结构。有人片面地认为,大便基本正常肠道菌群就正常,这是不正确的

很多慢性病、肥胖症的人群大便都比较规律,但这些病症已经表明其肠道菌群有问题。

人为调节干预主要靠日常饮食及特定的功能食品(如:Intenging™压片糖果可以影响短链脂肪酸代谢水平),一些所谓节食、断食措施也会有一些效果。总之,膳食营养干预能调节肠道菌群平衡、改善肠道健康、促进机体生长并能减少炎症感染,让人体保持健康年轻的状态,这对我们的日常膳食指导具有非常积极的意义。


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