人體健康的晴雨表——腸道菌群

人體中最多的成分是什麼？細胞？基因？都不對，是微生物！它們的數量與人體細胞的比例達到10∶1。僅在我們人體腸道中，就含有超過100萬億個細菌，這些細菌有助於人體消化食物，產生維生素以預防食物中細菌所誘發的疾病，同時刺激免疫系統。隨著研究深入，科學家發現腸道微生物在許多慢性疾病和癥狀中，如炎症、肥胖等也起了關鍵作用。人類腸道是密集且又多樣化的微生物生態系統的家園，但是人們對我們腸道中的大量細菌如何相互作用知之甚少。今天請李岩教授給大家講解腸道菌群對於自己的身體健康狀況是不是有必要的？

每個人在不同的生活環境，如國內，國外，乃至地球兩極，腸道菌群都是不一樣的哦！國內細菌相對較多，國外要少些，而南極就更少了。所以，很容易解釋很多人國外生活一段時間後，回國會不適，甚至生病，這與腸道菌群不無關係哦！等你重新適應當地的菌群，也就適應了那裡的環境，身體會恢復正常。那麼也很容易理解，人在南極細菌較少的環境中生活一段時間，人體免疫力也會相應降低，當回到原來的生活環境時，就更容易生病了。

那麼要了解細菌，還需要從遠古說起呢！細菌的出現非常早，細菌為了更好的生存從而進化出了人類，細菌還與人類有共同進化的過程。我們應該對細菌抱有敬意，畢竟細菌早了人類好幾十萬年，確切的說是我們侵入了細菌的世界呢！

知道了細菌是我們的祖輩的祖輩……我們再來了解下人體的構成吧！水、有機物和無機物構成細胞、組織、器官再組合為人體。感覺人體好玄妙啊！好高大上啊！那麼我們需要知道人和細菌的關係如何？那麼一定是和諧共處的關係了，當人的基因組和細菌的基因組達到平衡時，就不容易生病，反之，如果失平衡會生病。那麼人體是如何適應環境的呢？下面我們通過一個個小知識點慢慢解答。

腸道微生物與宿主共同進化

有學者對居住在60種不同的哺乳類動物的腸道中的微生物品種進行了比較後發現，這些微生物群落與它們的宿主是共同進化的，並且受到宿主食物的強烈影響。《Trends in Ecology and Evolution》在線發表了一篇關於腸道微生物與宿主共同進化的綜述。作者致力於研究秀麗隱桿線蟲的腸道微生物。他表示，微生物群通過與宿主一起進化，或通過在關鍵時刻介入以幫助宿主適應一個新的環境挑戰，影響並有助於宿主的進化。

腸道屏障的構成

腸壁中的所有細菌與身體的其餘部分分離，腸壁作為一道選擇性屏障發揮作用，只允許有用的物質通過，並在體內被吸收。腸道屏障由機械、化學、生物、免疫等屏障構成，可以保證腸道的細菌會呆在腸道，而不是到其它地方。屏障也限制了菌群的種類和作用。

腸道細菌與食物的消化、吸收及營養的關係

合成多種人體生長發育必須的維生素，合成非必需氨基酸，參與糖類和蛋白質的代謝，促進鐵、鎂、鋅等礦物元素的吸收。

與機體免疫的關係

腸道菌群作為抗原刺激，可促進免疫系統的發育與功能的成熟，增強機體的免疫力。為了研究腸道微生物菌群在腸道免疫系統的形成上扮演著重要作用，科研人員用不同的過濾性病毒感染了兩組小鼠，兩組小鼠中一組有正常的腸道菌群，另外一組僅僅是所謂的無菌小鼠。相比正常小鼠來說，無菌小鼠的免疫效應會大幅降低，並且產生嚴重的疾病，當研究者給予無菌小鼠正常小鼠的體內腸道微生物菌群時，其免疫效應便可以恢復。弗萊堡大學的研究小組在分子水平上成功地定位了無菌小鼠的缺陷，這些小鼠並不能產生可溶解的炎症介質，比如所謂的I型干擾素等。這些分子信號成為樹突狀細胞形成的條件，而樹突狀細胞可對細菌感染快速應答，如果其不存在的話，機體將不能針對細菌產生足夠的免疫防禦力。

與腫瘤的關係

在腫瘤高發的今天，與腫瘤的關係是大家非常關心的。要知道，細菌並不都是有害的。腸道細菌大致分為三類，有益的細菌，有害的和中性的。有害的細菌會產生類似亞硝酸鹽的致癌物，而有益的細菌則會減少致癌物。當然癌的產生是多種因素綜合作用的結果。所以通過調整腸道菌群達到預防癌症的目的還是可行的，期待這方面有更深的研究。

對食物成分的發酵作用

食物經發酵後變成短鏈脂肪酸，可促進鈣、鎂以及鐵在結腸內的吸收。

跟便秘的關係

正常糞便含有70-80%的水分，這些水分的保持就得益於腸內菌群。所以，可以通過調整和補充合適的菌群達到治療此難言之隱的目的，至於如何調整？我們會有後續課程來詳細解答！

你認為你的身體是什麼樣子的？

你體內有什麼樣的細菌決定你是什麼樣的人（北方人、南方人，水土不服）？是由你體內的細菌決定，不完全由自己決定。這個很有趣哦！想要成為什麼樣的人，需要巴結體內細菌才能完成！

腸道與大腦的關係

我們都知道人意識的產生是無數個大腦細胞綜合作用的結果，然而這與腸道與也會有關係？答案是肯定的，腸道是人體的第二大腦哦!腸道細菌通過腸腦軸控制大腦，腦腸肽等雙向指揮。早在20世紀末，美國哥倫比亞大學神經學家邁克·格爾松教授就提出由腸管、腸道神經系統和腸道微生物形成了人體的第二大腦——腸腦。目前，逐漸增多的科學證據表明，腸道菌群會通過腸—腦軸影響人們的情緒與行為。中國科學院心理健康重點實驗室行為生物學研究組十幾年來一直關注腸道微生物與健康的關係，他們通過大鼠慢性束縛應激模型新近發現，慢性束縛應激引起了大鼠腸道菌群的改變，焦慮和抑鬱樣行為增加，記憶受損，同時伴隨有類似於抑鬱症的生理生化異常表現。

那腸道菌群是如何影響大腦的呢？腸道的神經元一直被誤以為僅僅是控制消化和蠕動，實際上腸道通過迷走神經直連頭腦，可以將信息從腸道傳播到頭腦。腸道擁有獨立於大腦的複雜神經系統，其神經元數量遠遠超過脊髓和外周神經系統。腸腦負責向頭腦遞送所需的95%的五羥色胺和50%的多巴胺。如果腸道傳遞的這些物質減少，會使信息傳遞減少。如果將迷走神經切斷，動物的很多本能行為會消失。「因此，腸道菌群正是通過由免疫、神經內分泌和迷走神經途徑構成的腸—腦軸影響腦和行為的。」腦——腸軸與壓力、免疫和疾病的關係的研究是一個新的領域。

與抑鬱症的相互作用

腸道菌群會影響宿主的代謝。例如，色氨酸的代謝與抑鬱症有關，色氨酸是5-HT 的前體，色氨酸耗竭能引起抑鬱。抑鬱症患者腦內5-HT 水平降低，在感染狀態下，微生物可能影響色氨酸代謝。而益生菌可以通過增加5-HT 前體色氨酸的可獲得性來最終增加5-HT 水平從而改善情緒。

追蹤肥胖之謎——腸道微生物

Nature雜誌上發表了耶魯大學科學家的研究成果。研究者發現一類蛋白質可以改變胃裡的微生物數量，從而引發肥胖和慢性肝病，而且研究還表明這具有傳染性。從而擴展了早前耶魯的研究——一類蛋白導致的相似微生物群落失調，增加腸道疾病如結腸炎的風險。耶魯研究人員傑出的發現是，腸道環境的改變會導致肥胖和肝臟疾病，並且這種改變在小鼠群體里具有傳染性。「當健康的小鼠和改變內臟微生物環境的小鼠放在一起時，健康的小鼠患有肝病和肥胖的敏感度增加，」

調節腸道微生物或可治療肥胖相關性疾病：腸道細菌在食物消化中發揮了重要的作用。他們能提供許多營養物質消化吸收的酶類，合成一定的維生素和促進食物熱量的吸收。五十年以前，農民通過混合微生物與低劑量的口服抗生素餵養牲畜，發現這樣能夠加速增加牲畜重量。而最近，科學家發現，即使在高脂肪的飲食下，無菌環境中培養的，並因此缺乏腸道微生物的老鼠，不會增加額外的重量。自然免疫學雜誌的一篇文獻或許能夠揭示其中的一些機制。他們研究的重點是免疫系統、腸道細菌、消化和肥胖之間的關係。研究表明，體重的增加不僅需要增加熱量，而且需要更微妙的腸道微生物和免疫反應。

腸道菌群與糖尿病

最新研究甚至表明糞便移植對改善受體的微生物組成及胰島素敏感性有益；另外，為小鼠接種特異性腸道菌株疫苗可預防胰島素抵抗的發生髮展。這一新興學術領域的研究進展不僅有助我們更全面認識代謝性疾病的發病機制，而且為人類探索防治肥胖和2型糖尿病提供了新的研究方向和治療靶點。

腸道菌群與糖尿病發生關係的研究：糖尿病組較正常組的腸道菌群的比例發生了明顯的變化。隨著病程的遷延，腸桿菌、韋榮球菌和類桿菌呈遞增態勢；乳酸桿菌和雙歧桿菌呈下降趨勢；而酵母菌、鏈球菌、腸球菌、梭桿菌、葡萄球菌和消化球菌變化不明顯。糖尿病患者的空腹血糖與雙歧桿菌呈負相關，且具有顯著性。

另外，腸道菌群中的四種還可以預測小兒哮喘， 2015年發表的一篇文章中有所研究，但還不成熟，需要進一步的精細研究。

抗生素與腸道菌群

研究發現在應用抗生素早期（第 6 天）革蘭氏陰性微生物減少，接著第 11 天，腸道微生物多樣性發生了「全面崩潰」的改變，腸道寄生菌群數目顯著減少，只有一些所謂的天然耐受菌群定植在結腸。到第 14 天革蘭氏陽性菌群開始生長，腸道菌群多樣性有所恢復。在此過程中，具有活性微生物數目失衡最為顯著的時刻發生在第 14 天，比全部微生物數目失衡最劇烈的時間要晚（出現在第 11 天）。第 11 天時，腸道微生物的生物多樣性和丰度都達到最低值。最主要的代謝變化發生在應用抗生素第 6 天。在抗生素應用的早期，腸道菌群受宿主應激系統激活對抗生素的應用產生應答，腸道菌群「推定性」縮減其全部能量代謝，降低對膽酸、膽固醇、激素和維生素的運轉和代謝，以逃避藥物應用引起的「抗菌作用」。在停止使用抗生素後，宿主體內的微生物及其與宿主之間的相互作用顯著恢復。細菌與抗生素的關係：敵對、相協？抗生素是否一定要把所有細菌都殺滅？肯定不是的。信號分子達到一定濃度，細菌會產生耐葯，篩選出了耐葯的細菌，讓其他細菌與耐葯細菌互相爭奪食物。

如果飲食缺乏膳食纖維，腸道菌群會被活活餓死

微生物學和免疫學賈斯汀·舍恩博格教授和他的研究團隊通過小鼠實驗發現，有著人類腸道菌群的小鼠如果飲食中缺乏膳食纖維，其腸道菌群中微生物的多樣性會顯著下降，極易引發相關疾病。如果連續四代都是如此，即便改回富含膳食纖維的飲食也無法恢復菌群的原本狀態。控制感染源最重要，用高端抗生素不一定有用。

腸道菌群紊亂：正常菌群桿菌：球菌比例：8：2或7：3應該是正數，如果倒置就會引起疾病極端的表現，因此，應該預防為主。上圖為艱難梭菌，它是由於服用抗生素後，打破了腸內菌群的平衡，從而導致其大量增生，產生大量的外毒素A和B，表現為腹瀉、腹痛、伴有全身中毒癥狀，癥狀突然開始，並伴隨血壓低，嚴重時能致死。通常還伴有發燒，白細胞增多，之後可導致死亡，是很嚴重的一類疾病，是腸道菌群紊亂的極端表現。糞便移植可以治療腸道菌群紊亂，但是應用可不是像下圖那樣直接鼻飼哦！是提取病人親屬或者相同生活環境人的腸道菌群，輸入到病人體內，達到治療的目的。這個方法有它好的一面，就是立即緩解率達83%，停止腹瀉幾個月或者幾年；不足之處是缺少隨機對照研究，證據等級低。

常見的益生菌：

益生菌的作用：

益生菌的應用：

那麼我們如何進行益生菌的補充，以調節腸道菌群？目前臨床中給予用抗生素的患者以雙歧桿菌等，可調節腸道菌群。而目前市場上的各種酸奶，養樂多，活菌片以及治療腹瀉的藥物都含有各種益生菌。研究表明長期飲用含大量益生菌的飲料，有預防癌症和腫瘤疾病以及防止骨質丟失與骨質疏鬆症的作用。1907 年梅切尼科夫提出了「喝酸乳可以長壽不老學說」，雖說有點誇張，但並不無道理。如果講抗生素是治療醫學的代名詞，那麼益生菌則是預防醫學的代名詞。

小結

腸道菌群與我們健康息息相關；菌群紊亂會帶來非常嚴重的後果；增加益生菌有益健康。應該對腸道菌群抱有善意，和平共處！

講師介紹：李岩, 男， 副教授，副主任醫師，碩士生導師，第二軍醫大學急診醫學博士。2011年作為中國第28次南極科學考察隊醫療保障組組長赴南極考察。2015年到奧地利格拉茨醫科大學做訪問學者。多年來從事危重病急救醫學的臨床、教學和科研工作，熟練掌握各種危重病急救技術，尤其是危重病患者的營養支持治療，專業重點在嚴重多發傷、膿毒症患者的救治。

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