你不知道的胃腸道——超級菌營

不到10 m的胃腸道，總面積達200 ㎡，擁有近1000 g重量的微生物，每天分泌消化液5~6 L。

作者｜雲南省一院 陳徐佳

來源｜醫學界消化肝病頻道

黃河，中華民族的母親河，孕育了5000多年的中華文明，「九曲黃河萬里沙，浪淘風簸自天涯」，「黃河落天走東海，萬里寫入胸懷間」，「黃河之水天上來，奔流到海不復回」這些膾炙人口的詩句無不體現著它的波瀾壯闊。

我們身體里也有一條「母親河」，它就是胃腸道——總長不到10 m的管道，就含有近1000 g重量的微生物，甚至比人體細胞總數的10¹³還多10倍，99%是細菌，其中腸道微生物群高達80%。胃腸道總面積達200 ㎡，每天分泌消化液多達5~6 L。

作為龐大的液體灌注系統，胃腸道每天從外界吸收、消化、傳送營養物質，使人體與外界達到最大面積的接觸，像母親河一樣滲透在每一細胞、組織、器官。同時腸道具有高度的自律性，具有一億神經元細胞，僅次於大腦。近年來多項研究表明腸道影響大腦意識行為，胃腸道菌群紊亂與消化疾病、代謝綜合征、腎臟疾病、精神性疾病、風濕性疾病、心血管疾病、腫瘤的發生等有關，其具體機制有待進一步研究。

因此胃腸道可以說是我們身體超級微生態系統的母親河。

接下來讓我們通過龐大的胃腸道菌群家族，來進一步認識胃腸道的奧秘。

人體內外分布著種類繁多、數量龐大的微生物，包括細菌、古生菌、真菌、病毒及一些原生動物。這些微生物無處不在，分布於皮膚表面、口腔、消化道、呼吸道、泌尿生殖道等人體內外，人類的胃腸道可謂「超級菌營」。

由於消化道不同部位pH、免疫因子和消化酶種類的差別，消化道中各個部位定植的細菌和種類有所差異。

胃部酸度高，含有大量消化酶抑制微生物的繁殖，所以胃部菌數量較少，總菌數0~10³個，主要是一些耐酸性的需氧或兼性厭氧細菌，如鏈球菌、葡萄球菌、乳酸桿菌、念珠菌等。

由胃部往下，由於膽汁的存在，消化液pH接近中性，十二指腸的微生物含量較少，總菌數10³~10⁴個，主要是革蘭氏陽性的需氧菌或兼性厭氧菌，如鏈球菌、葡萄球菌、乳酸桿菌等。

十二指腸後進入空腸和迴腸，消化液pH接近中性及偏鹼，消化酶對微生物的繁殖作用減弱。隨著腸段的延續，菌數不斷增加，總菌數10³~10⁵個，乳酸菌和雙歧桿菌是優勢菌種。在遠端迴腸中，革蘭氏陰性菌的含量多於革蘭氏陽性菌，總菌數10⁷~10⁸個，主要是大腸桿菌類和厭氧菌。

盲腸和結腸是食物停止的主要部位，pH接近中性及偏鹼，細菌濃度含量很高，總菌數達到10¹⁰~10¹¹，主要是嚴格厭氧菌，包括擬桿菌、真桿菌和雙歧桿菌。

胃腸道菌群家族實在是數量龐大、種類眾多。那麼，我們豈不是呆在「菌窩」了，為何能安然無恙？

因為腸道細菌中99%都和我們在「同一個陣營」，它們被稱為益生菌——包括乳酸桿菌，雙歧桿菌，梭桿菌，產甲烷菌；僅有1%是政治導向易變者，為條件致病菌，當機體菌群紊亂，擬桿菌、大腸桿菌、梭狀芽胞桿菌、厭氧革蘭氏陽性菌極有可能「棄城而逃」。而真正對人類有害的細菌，在胃腸道幾乎不能存活，可見「母親河」上下5000年的進化，絕不容許外敵入侵，保證了機體的健康。

腸道菌群與慢性疾病的關係

隨著人們認識的進一步深入，目前認為胃腸道菌群與腦血管疾病、神經系統疾病、代謝綜合征(肥胖、糖尿病、非酒精性脂肪肝)、骨代謝、腫瘤等慢性病的發生有著密切的聯繫。

1.胃腸道菌群與腦血管疾病

近十年來，已有大量研究證實，腸道菌群在肥胖、糖尿病、高脂血症、高血壓等腦梗死相關危險因素的發生過程中發揮重要作用^[1]。

研究發現，腸道菌群通過3種途徑影響動脈粥樣硬化的發生：

1. 細菌感染激活免疫系統，通過巨噬細胞表達的Toll樣受體進一步導致促炎細胞因子和趨化因子的增加，加速粥樣斑塊的進展，並可導致易損斑塊的形成；

2. 腸道菌群影響膽固醇和脂肪代謝，影響動脈粥樣硬化斑塊的形成；

3. 腸道菌群代謝產物氧化三甲胺(trimethylamine N-oxide, TMAO)，激活血小板活性，促進粥樣斑塊形成^[2]。

目前研究認為，通過免疫調節，腸道菌群影響卒中後損傷修復，改變腸道菌群有望成為新的神經保護的靶點^[3]。

2.胃腸道菌群與中樞神經系統相關疾病

目前研究證實，胃腸道菌群失調與自閉症、多發性硬化症、抑鬱症、帕金森症和阿爾茲海默症等精神神經疾病的發生有關。

Finegold等^[4]對33例自閉症患兒的腸道菌群的觀察研究發現嚴重自閉症患兒擬桿菌門、放線菌門明顯增高，而糞便中呈現較高水平的脫磷孤菌屬和普通擬桿菌。 臨床也證實了採用萬古黴素抗自閉症患兒腸道中的梭菌可使患兒癥狀顯著改善。近年來採用糞菌移植治療難治性艱難梭菌感染，對自閉症的治療效果顯著優於抗生素。此外，腸道菌群參與阿爾茨海默病、抑鬱的機制己初步闡明。

綜上，胃腸道菌群紊亂引起中樞精神疾病，改善菌群代謝可改善癥狀。因此，腸道菌群代謝紊亂可能是其發病機制之一。

3.腸道菌群與肥胖

肥胖時腸道菌群中革蘭陰性桿菌的增加，導致胃腸道屏障破壞，激活胃腸道免疫系統及細菌易位，導致腸道脂多糖的吸收增加，觸發促炎細胞因子的釋放，肥胖與腸道菌群紊亂形成惡性循環，長期慢性炎症刺激誘發肥胖。

肥胖者的腸道菌群分解複雜多糖、飲食纖維等的能力增加，從而使得短鏈脂肪酸增多，多餘的能量儲存、堆積；另一方面，可直接作用于禁食誘導脂肪因子的表達，進而抑制相關脂肪酶的活性，造成脂肪蓄積。

4.腸道菌群與糖尿病

腸道菌群可以影響機體對糖類及能量的吸收，促進脂肪的合成及存儲；腸道屏障功能障礙為細菌內毒素的入侵提供了「通道」，可誘發低度炎症及胰島素抵抗，促進糖代謝異常。目前認為，腸道菌群主要通過免疫調節及改變腸道的通透性來參與糖尿病的發病。

5.腸道菌群與腫瘤

腸道菌群失調是誘髮結腸癌的關鍵因素。

目前認為腸道菌群失調導致結直腸癌的機制有以下兩方面：

首先，腸道菌群失調使腸道粘膜促炎症反應信號傳導機制異常，導致腸道粘膜上皮損傷加劇，最終出現瘤形成和惡變；

其次，某些腸道微生物在參與營養物質代謝過程中的產物對腸道上皮細胞具有毒性作用，受損腸道粘膜上皮的不完全修復可導致其致瘤性化。

最新研究Jennifer M. Noto 等^[5]認為未來可能通過控制微生物群將有可能減少胃癌發病率和死亡率。

我們的生活離不開母親河（腸道菌群穩態）的守護，未來調控腸道菌群的結構、丰度、移植等可能成為腦血管疾病、神經系統疾病、代謝綜合征(肥胖、糖尿病、非酒精性脂肪肝)、骨代謝、腫瘤等疾病的干預靶點。

參考文獻：

1、Fandriks L. Roles of the gut in the metabolic syndrome; an overview[J]. J Intern Med, 2016 Dec 19 doi; 10. 1111/joim. 12584.

2、Fernandez一Ruiz I. Thrombosis; Gut microbes modulate platelet function and thrombosis risk[J]. NatRev Cardiol, 2016, 13; 247。

3、.許傑，王伊龍，王擁軍。腸道菌群與缺血性卒中，中國卒中雜誌，2017，12，2.

4、Finegold SM，Dowd SE, Uontcharova V, et al. Pyrosequenc-ing study of fecal microflora of autistic and control children.Anaerobe, 2010，16(4):444-453.

5、Jennifer M. Noto1, Richard M. Peek, Jr., The gastric microbiome, its interaction with Helicobacter pylori, and its potential role in the progression to stomach cancer .

Plos Pathogens , 2017 , 13 (10) ,1-7