肠道微生物群与人类健康之间的关系正日益得到认识,人体和动植物一样是按生态学规律在一定的生态环境中生活。正常的微生物群与其宿主的微环境,包括组织细胞、代谢产物,共同组成微生态系统。微生态系统就包括口腔,肠道,泌尿道,生殖道,皮肤和呼吸道等,微生态系统中的微生物,是按一定的比例组合,各菌间相互制约和依存,形成一种生态平衡。一旦肌体内外发生变化,正常的生理组合就会被破坏,呈病理性组合从而形成微生态失调也叫菌群失调。它可以发生在身体的任何与外界相通的部位,包括生殖道,肺部,鼻腔,鼻窦部,耳朵,指甲,或眼睛的黏膜表面,但最突出的还是发生在肠道和皮肤的微生态失调。
微生态失调是宿主和微生物两方面的因素而产生,当发生微生态失调时,不是简单的宿主的感染,而是整个微生态系统的失衡,微生态失调的表现,因人而异,相同的微生态失调,在一个人身上可能会出现皮炎,在另一个人身上可能表现为周围神经病变或类风湿性关节炎。
结肠部位有超过1,,亿的细菌分数,多菌属1多菌种。绝大多数归属于厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门和放线菌门。其中的30~40种细菌约占肠道负荷的99%,这个部位的细菌数比整个人体细胞数量要多10倍,据估计肠道微生物的总重量是2~9磅和人体中最大的器官差不多有相当于人类肝脏的代谢能力,粪便中死的活的细菌约占粪便固体总量的20~30%,肠道菌群基因组信息的整合被称为肠道宏基因组。肠道宏基因组基因数量是人类基因组基因数量的倍,现在被认为是控制人体健康的第二基因组。
2.肠道菌群的作用
现代研究发现,其实肠道微生物对于机体的作用非常强大,肠道的菌群平衡,对我们胃肠道屏障和防御体系的构建,肠道功能的维持有着重要的意义,肠道菌群还通过和细胞的能量与物质交换、信息交换,而对机体的营养状态,生理功能,细菌感染,药物效应,*素反应,免疫反应,肿瘤的发生,衰老过程和应激反应等发挥重要的作用,肠道宏基因组与人体自身基因组共同影响着机体的生理代谢,这些是人们已经研究证实的。每年每月关于肠道微生态的研究都会有新的进展,随着对肠道微生态研究的不断进展,有些科学家提出了质疑,到底是人体的免疫系统控制着微生态菌群,还是菌群反向在影响我们机体的免疫功能,肠道微生态菌群的作用,首先是参与机体的代谢过程,肠道菌群能够发酵肠道内无法消化吸收的膳食纤维,合成有益的短链脂肪酸,为结肠细胞提供能量,能够合成多种维生素,包括维生素K、B族维生素。
其次肠道菌群可以帮助调节机体的免疫系统功能,发挥抗诱变抗癌和免疫调节的作用,有益菌群调节免疫,最显著的作用是能够支持肠道相关淋巴组织的功能,同时肠道菌群活动能够调控结肠上皮细胞的增殖和分化,具有防止肿瘤形成的作用。
目前有一种观点认为,后天免疫系统的发育是受肠道中细菌定植情况的影响,这使得微生物群系具有促炎和抗炎的双向调节能力,因此肠道细菌群落的构成可能与免疫系统是否正常工作密切相关,我们试想如果某些细菌能积极参与健康免疫系统的塑造,那么缺少这些细菌是否会导致疾病?微生物群的代谢产物,对于预防各种疾病至关重要,微生物的生长或构成发生改变,出现生态失调,可能会扰乱微生物体系和人类免疫系统之间的合作关系,最终导致免疫应答发生改变,这可能是多种非感染性疾病的潜在原因,就包括炎症性肠病,自身免疫病,过敏和癌症。
再一个作用是对肠黏膜的保护作用,常驻菌可抵御潜在病原微生物的定植,防御病原体入侵,增强肠道的屏障功能,肠道内的微生物和粘液能够形成一层30微米厚的生物膜,这个生物膜呢,它有抗感染和抗粘浊的特性,还可能具有抗肿瘤活动的作用,当肛肠道发生炎症感染肠漏时,这层生物膜屏障则会变薄甚至消失。
在生命的第1年肠道菌群的组成很简单,随着时间的推移变化很大,个体之间也不相同,最初的细菌群通常是兼性厌氧菌,研究人员认为这些最初的定植者降低了肠道中的氧浓度,从而使拟杆菌、放线菌和厚壁杆菌等兼性厌氧菌得以建立和发展。母乳喂养的婴儿变得以双歧杆菌为主,这可能是由于母乳中含有大量的双歧杆菌生长因子以及益生元的成分,从而促进健康的细菌生长,相比之下配方奶喂养的婴儿的微生物菌群更为多样,有大量的肠杆菌,肠球菌双歧杆菌拟杆菌和梭状芽孢杆菌而接受过抗生素治疗的婴儿肠道菌群多样性差,一般出生后不久我们的肠道内会出现大肠杆菌、肠球菌、梭菌,等出生后5天吃母乳就会出现双歧杆菌。新生儿体内共生菌的定值,可谓是变化莫测,断奶后到成年期的过程中,双歧杆菌水平会逐渐下降,拟杆菌水平升高,菌群逐渐稳定。到了中老年双歧杆菌水平会大幅度下降,有害菌升高,随着时间的推移,饮食的变化以及整体健康状况的变化,人体肠道微生物群的组成也在发生改变,肠道菌群也为人体抵抗病原微生物提供了屏障保护。一些肠道菌群与人类的关系不仅仅是无害共存的共生关系,而是一种互惠关系。
3.肠道菌群失调原因及不良后果
肠道菌群的组成多样性和代谢产物的变化对机体各器官产生重要影响,肠道菌群失调是多种慢性疾病发生发展的重要因素,能够导致消化系统慢性疾病,就包括胃肠道感染,肠易激综合征,抗生素相关性腹泻,结肠炎。
能够导致免疫功能低下,甚至引发自身免疫病,包括系统性红斑狼疮,自身免疫性肝炎,溃疡性结肠炎等还可能导致肿瘤的发生,尤其是结肠癌,直肠癌和乳腺癌肠道菌群和脑肠轴,通过多种机制相互作用,相互影响,一方面肠道菌群能够激活肠道黏膜免疫反应,能够激活传入大脑的神经回路产生的代谢产物,能够直接影响中枢神经系统的功能,另一方面大脑活动能够影响肠道菌群应激引起的胃肠道变化,也会影响肠道菌群的组成和功能,健康的肠道菌群平衡是大脑功能健康的前提,肠道菌群失调与神经系统病症的发生密切相关就包括记忆力减退,偏头疼,多动症,自闭症,老年痴呆和帕金森综合症等。研究发现记忆力好的老年人,肠道菌群往往处于平衡状态,而自闭症患者几乎都存在严重的肠道菌群失调。
菌群失调也能够通过多种机制引发多种慢性代谢性疾病,就包括高血压,高血脂,糖尿病肥胖,高尿酸血症及心血管疾病导致肠道菌群失调的因素,包括不良的饮食习惯,食物过敏原,食物中的有*成分,病原微生物过度生长,不仅仅是细菌,也包括病*寄生虫真菌的过度生长,还有药物的使用,尤其是大量使用广谱抗生素,非载体类抗炎药,免疫抑制剂,库存类激素药物,抗肿瘤药物及酸阻断剂抑制剂等。
还有就是放射治疗后精神刺激,压力因素,年龄增长等等不良饮食习惯和年龄增长是导致有益菌减少引发肠道菌群失调的两大重要原因,饮食不良和炎性饮食会减少肠道内的有益菌,增加革兰氏阴性菌的浓度,相反膳食纤维能增加肠道内的有益菌,而降低革兰氏阴性菌的浓度,随着年龄增长,胃酸和消化酶分泌逐渐减少,胃消化功能减弱,胃肠道蠕动变慢,促使肠道内有害菌增多,从而引起腹泻便秘等临床症状的出现。
现在国家对于抗生素的使用要求日益严格,我们曾经有过滥用抗生素的时代,尤其是婴幼儿大量使用广谱抗生素曾是普遍现象,我们生活中有这样的经验,小婴孩输液后会拉肚子,老人的说法是药凉,其实是抗生素造成肠道菌群失调而导致腹泻。据不完全统计,目前在中国青霉素的耐药性几乎达到%,我们知道滥用抗生素的直接后果,是人为的破坏了机体的微生态环境,造成机体自身免疫功能的时候,其实我们不知道的是,抗生素对动物宿主肠道微生态的影响,远比我们以前知道的更为广泛更为复杂,开始人们认为抗生素只是破坏菌群并削弱肠道的免疫功能,事实上人们认识到的只是部分损伤机制,来自国外的研究者就发现抗生素不仅会直接造成上皮细胞凋亡,而且抗生素及抗生素耐药,微生物会对线粒体的功能造成显著改变,而这种改变反过来会导致更多的上皮细胞凋亡,我们现在通过学习知道上皮细胞遭到破坏是多么严重的问题,抗生素与线粒体的关系要追溯到很久以前,在进化方面,线粒体起源于细菌是最早的生命形式之一,在起源之初,不同种的细菌为了生存相互竞争,从而产生了抗生素,非常有意思的是,时至今日抗生素能选择性的攻击细胞中跟细菌很相似的那部分成分,那就是线粒体,这是因为竞争而留下的,根深蒂固的反应,恰恰也展现了生命进化的过程。
4.肠道菌群的分类
人体肠道中99%为厌氧菌,其余为需氧菌及兼性厌氧菌。厚壁菌门和拟杆菌门为优势菌群,我们把肠道中的细菌按照对于人体健康的影响分为有益菌、非致病菌、条件致病菌和致病菌,世界卫生组织对于有益菌的定义是:足够数量的、活的、对宿主健康非常有益的微生物,比如乳酸菌和双歧杆菌,在促进肠道菌群环境健康和保证消化功能正常方面发挥着重要作用。非致病菌也就是中性菌,一般为正常菌群或共生菌群,就包括链球菌和一些非病原性大肠杆菌等。条件致病菌是在机体免疫力低下时可以成为致病菌。而致病菌具有明确的致病机制,肠道菌群不仅仅有细菌,还包括病*,真菌和感染寄生虫,传统的检测中并不认为真菌是肠道致病菌,但研究证明在肠粘膜屏障受损或是免疫受损后,真菌尤其是酵母菌、念珠菌便可以成为条件致病菌,在现代医疗过程中广谱抗生素的普遍使用是造成真菌在肠内定植的主要原因。
5.通过排便简单了解肠道健康状况
肠道仅对切拉痛和痉挛痛敏感,因此肌体往往缺乏反应肠道情况的症状,可以把大便比喻是来自肠道的书信,让我们直观了解肠道的功能,仔细观察大便的性状,根据大便的形状,颜色和气味,就能够了解肠内的情况,初步判断自己的身体健康状况,健康的大便呈香蕉便*色,无明显的恶臭味,排便时间短,过程顺畅,肠道菌群失调,最常见的症状就是排便异常,包括腹泻,大便不成形或稀便,排便次数增多或便秘,女性更多见的是便秘,而男性多见的是腹泻,不成型便,我们参考布里斯托大便量表,通过这个表能评估排便是否规律,也能评估我们肠道菌群是否处于正常状态。
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