您当前所在位置: 首页 > 检验医学 > 微生物 > 正文

“第二基因组”——肠道微生物的重要性

日期:2017-09-10 23:04:33 来源: 生物探索 点击:

    肠道微生物的多样性与我们的健康息息相关。仅8月,生物探索网站就推出7篇围绕“肠道微生物”的原创文章,分别报道了肠道细菌与人类细胞“说同一种语言”、肠道微生物失衡引发焦虑抑郁的原因、肠道微生物与大脑交流的机制、肠道菌群一重要化合物延长寿命等最新科研成果。

    这些越来越深入、范围越广的研究无不重申着一个事实:这些寄居于肠道组织的微小生命体对于我们的生存不可或缺。肠道微生物被誉为人类的"第二基因组",同时也是人体内的一个“隐形”器官。这些高度多样化、数量惊人的菌群生活在我们体内。微生物组与我们的免疫系统有着复杂的关联性。

    肠道微生物的建成

    肠道微生物的多样性在不同个体之间的差异是惊人的。虽然已有研究认为人类肠道中存在超1000种不同的细菌种,但是具体到单独一个个体,仅仅只包含其中的160种。多年来,科学家们一直试图绘制一个与健康相关的微生物列表。具体而言,肠道微生物参与营养吸收、物质代谢、免疫防御等重要生理过程。

    多年来,科学家们推测,胎儿的肠道组织是无菌的。这意味着,它不包含任何微生物。然而,今年8月,《Allergology International》期刊在线发表一篇研究以小鼠为模型揭示,羊水中包含一些微生物,且在胎儿的第一次便便中检测到相同的细菌成分——厚壁菌门(Firmicutes),特别是乳酸菌。

    微生物群建成的第一次大规模“浪潮”发生于出生时——产道和阴道中的微生物会传递给婴儿。对于经历剖腹产出生的婴儿,他们的肠道菌群更多的来源于母亲的皮肤。

    出生后的头几个月,母乳中的微生物(例如双歧杆菌属和一些乳酸菌)会成为婴儿肠道菌中的主要成分。多篇研究表明,相比于奶粉,母乳能够为婴幼儿肠道微生物系统建成提供营养物质。

    一旦开始摄取固体食物,肠道中的微生物结构会发生显著的变化。双歧杆菌属被拟杆菌、厚壁菌门取代,因为它们负责分解更复杂的碳水化合物以及维生素的产生。成长至3岁,幼儿的微生物群完全建立并保持相对稳定。

    据调查,在发达国家和地区成长的孩子,他们的肠道菌群以拟杆菌、厚壁菌门为主导。而对于经济欠发达地区的孩子而言,他们的肠道菌群主要是普氏菌(Prevotella)。这种差异会影响健康和免疫系统。

    饮食对肠道菌群的影响

    饮食被认为是影响微生物多样性的一个重要影响因素。其中,高脂肪、多糖、低纤维的饮食结构被认为会减少微生物的多样性,易对健康造成不利影响。

    早在2016年,一篇发表在《Nature》期刊的研究就揭示了饮食对微生物影响的机制——当小鼠连续喂食低纤维食物4周后,其肠道内的微生物水平会下降60%。当改善饮食结构(提高纤维含量)后,约一半小鼠的肠道菌群会恢复正常。

    但是,科学家们认为,即便是短时间的不健康饮食也会给微生物多样性留下长期的影响或者“伤疤”。更重要的是,当小鼠持续摄取低纤维食物,对肠道菌群多样性的影响会延续4代。

    发生于儿童时期的过敏性疾病,例如湿疹、哮喘、过敏等,都与微生物群多样性降低有关,特别是双歧杆菌属丰度降低、真菌种类增加。同时,食物过敏的发病率也呈现上升趋势。虽然针对这一领域的研究还处于初期,但是已有研究表明,对于存在食物过敏的孩子而言,他们的肠道菌群多样性不同于其他正常孩子。

    肠道组织产生的神经和激素分子会传递信息给大脑。如果“肠-脑”轴因为肠道菌群的变化而出现变化,大脑将受到影响。

    以雌鼠为例,持续摄取快餐食物之后,它们生育的后代会表现出类似于自闭症的症状。今年8月,《Gut Microbes》期刊发表文章表明,某些肠道细菌和大脑代谢物之间存在着一种沟通途径,这种途径是通过一种名为皮质醇的血液化合物来实现的。出乎意料的是,这一发现提供了一种解释自闭症特征的潜在机制。

    益生菌治疗疾病?

    肠道微生物与多种疾病存在关联,这意味着,我们或许可以开发微生物组疗法,通过改变患者体内的微生物群结构,实现疾病的治疗。

    有研究团队证实,在小鼠饮食中添加罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)能够改善小鼠类似于自闭症、抑郁症的症状。此外,从人类肠道中分离得到的Prevotella histicola细菌能够减少炎症细胞,控制多发性硬化症小鼠的病情。一些肠道微生物的代谢产物能够对抗2型糖尿病。同时,妈妈在孕期补充包含乳酸菌、双歧杆菌的食物能够降低孩子患湿疹的风险。

    8月份,《Nature》期刊发表文章揭示了一项针对4000多名儿童开展的大型临床试验结果——益生菌能够有效预防败血症(sepsis),挽救儿童的生命。

    虽然益生菌改善健康问题依然存在很多未知和挑战,但是越来越多的研究展示了这一疗法的潜力。

    参考资料及文献:

Loss of microbial gut diversity a threat to health?

A human gut microbial gene catalog established by metagenomic sequencing

Development of the gut microbiota in infancy and its impact on health in later life

Diet-induced extinction in the gut microbiota compounds over generations

A randomized synbiotic trial to prevent sepsis among infants in rural India

(责任编辑:zqg)

站内搜索

品牌推荐

更多 >>

关闭二维码
关闭二维码