人類消化系統居住著數以萬億計的微生物,統稱為腸道微生物組。
您的腸道微生物群會調節許多生理功能,包括腸道局部和從心臟到皮膚的各種組織和器官的全身功能。繼續閱讀以了解腸道微生物影響我們健康的多種方式、腸道微生物組破壞的后果以及可優化腸道微生物組健康的簡單飲食和生活方式改變。
比人類更多的微生物?
人類腸道微生物群由數萬億微生物組成,它們總共為您的身體貢獻了令人印象深刻的 900 萬個獨特基因。事實上,我們的腸道微生物擁有的 DNA 是我們身體其他部位的 150 倍,從本質上講,我們比人類更具有微生物!
人類基因組和腸道微生物基因組統稱為“ hologenome ”。
當然,您的腸道與消化系統健康密切相關,但您的免疫系統、皮膚、骨骼系統甚至大腦功能也取決于健康的腸道微生物群。
全基因組理論:腸道微生物形狀進化
根據全基因組理論,進化不僅作用于 23,000 個人類基因,而且作用于作為一個整體存在于體內和體內的 902 萬個基因(人類和微生物)。腸道微生物群的研究強烈支持這一理論,因為已知腸道微生物通過三種機制在宿主中引入遺傳變異:
1. 水平基因轉移
當遺傳物質在單細胞和多細胞生物之間轉移時,就會發生水平基因轉移。(當然,我們人類是多細胞的。)已知居住在人類腸道中的一些細菌和其他微生物參與水平基因轉移。
在日本人身上可以看到腸道微生物群內水平基因轉移的一個引人入勝的例子,日本人的腸道細菌在進化過程中從海洋細菌中獲得了一種消化酶,幫助它們有效地消化海藻。
2. 微生物放大
微生物擴增是指某些微生物種群的繁盛和其他微生物種群的減少,以響應環境輸入(例如飲食)。茁壯成長的微生物為全基因組貢獻了更多的遺傳物質,影響宿主生理學(短期)和進化(長期)。
3. 新菌株的獲取
當您的身體在環境中遇到不熟悉的微生物時,它可能會獲得這些新的微生物菌株。隨著時間的推移,這些收購會增加您的微生物基因庫并改變您的全基因組的組成。
腸道微生物將遺傳變異引入人體對進化至關重要,可能會增加“宿主健康”——記住,你是宿主。相反,由于西方飲食和生活習慣,腸道微生物物種的喪失以前所未有的速度發生,會損害宿主的健康(即我們的健康)和后代的健康。
健康的腸道微生物群是什么樣的?
腸道微生物組包含幾大類生物,包括細菌、真菌、病毒和寄生蟲。通常,大多數這些微生物存在于大腸中,在胃和小腸中發現的微生物相對較少。雖然我們不能肯定地說“正常”的腸道微生物群是什么樣的,但我們知道特定的微生物種類和定植模式是有益的。首先,我們知道構成腸道微生物組的細菌有四個主要門:
擬桿菌
厚壁菌
放線菌
變形菌
擬桿菌門和厚壁菌門一起占腸道細菌總數的 90%。
我們還從研究中了解到,腸道微生物的多樣性與更好的健康有關。遺傳、種族和密切的社會關系似乎也會影響腸道微生物群的組成。
人類腸道微生物群的居民
腸道微生物組不僅僅包含細菌;它也是病毒、真菌和寄生蟲的家園。這里列出了一些在人類腸道中發現的常見共生、機會性和致病微生物:
共生菌
術語“共生細菌”是指被認為是人類腸道“正常”居民的細菌。這些細菌包括雙歧桿菌、腸球菌、乳桿菌和梭菌的成員。雖然一些“梭菌”包括有害微生物,如艱難梭菌(下文討論),但許多梭菌屬有益菌,有助于維持腸道健康。
機會性細菌
機會性細菌是那些通常存在于腸道中的低水平細菌,但它們可能會成為問題,因為當有益細菌耗盡時,它們往往會增殖。機會主義者包括芽孢桿菌、糞腸球菌、屎腸球菌、葡萄球菌和鏈球菌。
菌類
真菌是人類腸道的正常居民,但僅占腸道微生物總數的一小部分。念珠菌屬、地霉屬和酵母屬是常見的機會性腸道真菌,它們會因高碳水化合物攝入或抗生素使用而過度生長。
病原體
致病性腸道細菌通常是通過食用受污染的食物或水而獲得的。它們包括彎曲桿菌、艱難梭菌、大腸桿菌O157、產腸毒素大腸桿菌(一種導致腹瀉的有害大腸桿菌)、沙門氏菌、霍亂弧菌和小腸結腸炎耶爾森氏菌。
腸道病原體也可以是病毒或寄生蟲。腺病毒經常引起呼吸道感染,但也可能感染胃腸道,而諾如病毒是引發嚴重、急性嘔吐和腹瀉的誘因。寄生腸道病原體包括原生動物,如隱孢子蟲、溶組織內阿米巴、賈第鞭毛蟲和人囊胚和蠕蟲,如蛔蟲(蛔蟲)和鞭蟲(人鞭蟲)。
細菌自身免疫觸發
新興研究表明,某些腸道細菌可能會引發自身免疫性疾病。潛在的細菌觸發因素包括檸檬酸桿菌、克雷伯菌、普氏菌和變形桿菌。
除了正常的消化功能外,人體腸道還必須處理所有這些微生物!幸運的是,它有一個內置系統來調節腸道微生物的水平并防止感染,包括抗菌肽和 microRNA 分子。然而,有時這些系統會出錯,導致腸道微生物組發生不利變化并擾亂其正常過程,下一節將對此進行概述。
腸道微生物組在我們體內有什么作用?
健康的腸道在維持胃腸道運動、支持強大的腸道屏障以及許多其他對維持健康至關重要的功能方面發揮著重要作用。
維持胃腸 (GI) 運動
腸道微生物通過調節整個腸道腸道神經系統的神經傳遞來支持 GI 運動(通過胃腸道消化和移動食物)。
運動障礙和小腸細菌過度生長 (SIBO)會改變腸道微生物群,從而損害胃腸道運動。運動性和微生物組之間的這種關系是雙向的,這意味著改變的微生物組會影響運動性,而運動性問題也會影響微生物組。
支持腸道屏障完整性
腸道微生物通過刺激腸道上皮細胞增殖(構成腸道內壁的細胞)和調節將腸道細胞結合在一起的緊密連接蛋白來幫助維持腸道屏障的完整性。它們還促進腸道相關淋巴組織 (GALT) 的發育,這是一種僅在腸道中發現的可介導免疫的組織。
與病原體競爭
腸道微生物與病原體競爭在人類腸道中的定植;共生微生物群越強,腸道感染的風險就越低。
產生短鏈脂肪酸
稱為短鏈脂肪酸 (SCFA) 的腸道細菌產物分子具有多種有益功能。能量代謝需要短鏈脂肪酸,尤其是在腸上皮細胞中;它們調節腸道通透性并具有有效的抗炎作用。
合成維生素
腸道細菌會合成一系列重要的營養素,包括維生素K2、B12、葉酸和硫胺素。
腸道微生物群如何影響我們的健康?
由于健康的腸道微生物組的功能如此多樣化,因此菌群失調可能會出現任何數量的癥狀。
過敏
與過敏作斗爭?你的腸道微生物可能是罪魁禍首。通常,您的腸道細菌負責“教”您的免疫系統如何耐受膳食蛋白質和環境過敏原,例如花粉和塵螨。當腸道微生物群被破壞時,這種教學過程就會受到損害,身體會對過敏原產生負面反應,從而導致食物和環境過敏。
另一方面,確保孕婦和嬰兒的腸道菌群健康可能有助于預防過敏性疾病的發生。
自身免疫
除了影響 與腸道直接相關的自身免疫性疾病,如克羅恩病和潰瘍性結腸炎,我們從新興研究中了解到,腸道微生物群還影響非腸道自身免疫性疾病的發展,包括狼瘡、多發性硬化癥和 1 型糖尿病.
骨骼健康
您的腸道微生物群會影響您骨骼系統的健康嗎?事實證明,研究表明這兩個系統之間存在關鍵聯系。骨骼問題(例如骨質疏松癥)的兩個根本原因是炎癥和營養缺乏。研究表明,通過調節身體的炎癥平衡,腸道微生物可以促進或抑制骨質流失。一個健康的腸道微生物也增強了關鍵的骨建設營養物質,包括維生素d和吸收K2,鈣和鎂。
補充益生元纖維通過支持參與腸道鈣吸收的有益微生物的生長來增加骨骼強度和鈣含量。
腦功能
腸道微生物組通過腸-腦軸影響大腦和神經行為,腸-腦軸是連接腸道腸道神經系統和中樞神經系統的神經元和信號分子網絡。腸道微生物群的破壞與自閉癥、多動癥、神經退行性疾病、焦慮和抑郁有關。
相反,用益生元和益生菌恢復健康的腸道微生物群可以減輕神經行為和神經退行性疾病的癥狀。
這些發現強烈表明腸道微生物組是大腦疾病發展中的一個可改變因素。
癌癥
腸道微生物組可能在某些癌癥的發展中發揮關鍵作用,尤其是乳腺癌和結腸癌。
研究表明,乳腺癌女性的腸道微生物群與健康女性的腸道微生物群顯著不同。能夠代謝雌激素的腸道微生物會影響身體的雌激素水平;這些細菌過多或過少都可能導致雌激素敏感性乳腺癌的發展。此外,暴露于類雌激素化合物——通常是通過環境暴露,如含雙酚 A 的水瓶、其他形式的塑料包裝和收銀機收據——會改變腸道微生物群,導致不良變化,也可能影響乳腺癌的發展。
腸道微生物組似乎也影響結腸癌的發展。產硫細菌Bilophila wadsworthia和機會致病菌牛鏈球菌、幽門螺桿菌、脆弱擬桿菌和敗血癥梭菌的水平升高與結腸癌風險增加有關,這可能是由于細菌對結腸組織的促炎作用.
根據最近發表在《轉化癌癥研究》上的一項研究,一個人的腸道微生物甚至可能影響他或她對癌癥免疫療法的反應。?糾正腸道微生物組的失衡可能對預防和治療癌癥至關重要。
心血管疾病
心血管疾病是全球主要的死亡原因,可能是由腸道微生物組介導的。腸道細菌可能通過多種方式影響心血管健康。
腸道菌群失調導致細菌從腸腔進入血液,引發炎癥反應,引發動脈斑塊(動脈粥樣硬化)的生長和積聚,從而導致心臟病發作和中風。已發現這些斑塊含有與腸道中存在的細菌 DNA 相同的細菌 DNA,進一步支持了腸道微生物引起的炎癥會導致心血管疾病的觀點。
腸道微生物會影響血壓。不健康的腸道微生物組成與高血壓有關,高血壓是心血管疾病的危險因素。
某些腸道微生物會產生損害心血管功能的代謝物。這些代謝物包括三甲胺-N-氧化物 (TMAO)、尿毒癥毒素和脂多糖 (LPS)。
TMAO 促進炎癥基因表達,導致內皮細胞功能障礙。尿毒癥毒素由氨基酸的腸道微生物代謝產生,并導致血管平滑肌細胞鈣化(導致動脈硬化)、心房顫動和心肌細胞功能障礙。
關于TMAO的特別說明:TMAO的前體(如膽堿、磷脂酰膽堿和肉堿)在肉類和雞蛋中含量豐富;這一點已被用來支持動物性食物會導致心臟病的論點。然而,流行病學證據并不支持這一理論。
由于健康用戶的偏見,肉類消費可能與 TMAO 和 CVD 錯誤地聯系在一起。您可以在此處閱讀更多關于我對 TMAO、CVD 和健康用戶偏見的看法。與動物產品的消費相比,腸道中細菌的平衡更有可能影響 TMAO 的產生和隨后的 CVD 風險。
1 型和 2 型糖尿病
腸道菌群失調與 1 型糖尿病患者的胰島素功能障礙高度相關。
與健康兒童相比,1 型糖尿病兒童的乳桿菌和雙歧桿菌水平較低,微生物多樣性也較低。
腸道微生物可能通過誘導破壞產生胰島素的胰腺β細胞的促炎免疫反應來促進1型糖尿病。
腸道微生物組在 2 型糖尿病中也起著至關重要的作用。
幾項研究表明,在 2 型糖尿病中,機會性病原體增加,而產生丁酸鹽(一種具有抗炎作用的有益化合物)的微生物減少。
由此產生的腸道生態失調使有害的細菌代謝物滲漏到循環中,誘發慢性炎癥,這是 2 型糖尿病的重要潛在原因。
腸胃健康
毫不奇怪,腸道微生物在胃腸道疾病的發展和進展中起著關鍵作用,包括腸易激綜合征 (IBS)和 SIBO。
在 IBS 中,促炎細菌(如腸桿菌科)相對豐富,而乳桿菌和雙歧桿菌的水平降低。
患有原生動物或寄生蟲感染或細菌性胃腸炎的人,IBS 的發病率也較高。
IBS 與 SIBO 有一些重要特征,包括產甲烷菌水平升高,產甲烷菌是產生甲烷的腸道細菌。然而,SIBO 患者的獨特之處在于他們的細菌失衡特別位于小腸。SIBO 的特征還可能是產氫或產硫細菌水平升高。
炎癥性腸病 (IBD) 患者表現出高水平的尾狀病毒,一種被稱為“尾狀噬菌體”的病毒,以及以擔子菌、子囊菌和白色念珠菌水平升高為特征的明顯真菌失調。
IBS 患者通?;加形甘彻芊戳鞑』騁ERD,反之亦然,這表明這兩種疾病都存在腸道細菌問題。
H. pylori和 SIBO 可能分別通過增加腸道氣體產生和減少胃酸產生來導致這兩種情況。這些影響會增加胃的壓力并損害消化,并可能導致未消化的胃內容物回流到下食道。
免疫
有益腸道細菌的代謝物,如短鏈脂肪酸,可促進強大的免疫系統的發展。
腸道菌群失調可能會損害免疫反應,增加胃腸道感染和呼吸道感染的可能性。
肥胖
厚壁菌門與擬桿菌門的比率升高與超重或肥胖的風險增加有關。
生態失調可能通過增加從飲食中獲得的能量(卡路里)量、促進腸道滲漏和全身炎癥、增加食欲和刺激神經系統,導致飽腹感機制受損,從而促進肥胖。
皮膚健康
腸道微生物通過調節腸道-皮膚軸(腸道和皮膚之間的雙向信號通路)來影響我們皮膚的健康。
通過這個軸,腸道微生物向皮膚發送信號,影響炎癥和皮脂的產生,最終影響皮膚疾病的發展。
有證據表明,腸道菌群失調與人類皮膚病有關。酒渣鼻患者 SIBO 的患病率很高,對于許多人來說,SIBO 治療后皮膚癥狀有所改善。
銀屑病患者的腸道微生物群失調和促炎細胞因子水平升高,這可能是由細菌從腸道進入血液引起的。
雖然人類研究正在進行中,但很明顯,在治療皮膚問題時不應忽視腸道微生物組。
甲狀腺疾病
腸道微生物組也可能是您努力改善甲狀腺功能的缺失環節。腸道微生物群的改變與甲狀腺功能亢進有關;雖然缺乏對甲狀腺功能減退癥患者的研究,但常識告訴我們,腸道微生物組也可能在這種情況下發揮作用。
腸道生態失調可能通過觸發 LPS(脂多糖的縮寫,一種天然存在的脂肪-糖化合物)持續釋放到血液中而導致甲狀腺疾??;LPS 抑制碘甲狀腺原氨酸脫碘酶,該酶負責將甲狀腺素 (T4) 轉化為活性甲狀腺激素三碘甲腺原氨酸 (T3)。LPS 還降低甲狀腺激素受體的表達,這是介導體內甲狀腺激素作用所必需的。