人体内定植着超过100万亿微生物的密集群落，其中大部分生活在肠道内。肠道中的"有益"微生物有助于食物消化、调节免疫系统、合成某些维生素并抵御有害细菌。
一些肠道微生物对宿主几乎没有或没有益处，而另一些则与宿主形成共生关系，使宿主和微生物双方都受益。例如，乳酸菌（Lactobacillus）有助于消化食物以吸收营养；作为回报，肠道中的碳水化合物为这些细菌提供了能量来源。另一方面，产气荚膜梭菌（Clostridium perfringens）是一种有害细菌，它会释放毒素并引起腹泻。
肠道最广为人知的主要功能是消化。它释放的酶可以分解食物，使营养物质能够被吸收到血液中并被细胞利用或储存。肠道扮演的另一个不太为人所知的角色是免疫监视，肠道内壁作为抵御来自外部环境的抗原和微生物的保护手段。
鉴于肠道是人体最大的器官，其黏膜是人体内与进入体内的抗原接触的最大表面积。肠道中的某些细菌通过与病原体竞争附着位点和营养物质的摄入来抑制病原体的生长。肠道微生物群还触发宿主产生抗菌化合物。
肠道与代谢
肠道也对代谢有影响，并且已经建立了肠道微生物与肥胖、心血管疾病和2型糖尿病发展之间的联系。这些关联背后的机制目前尚不完全清楚，但加氏乳杆菌SBT 2055（Lactobacillus gasseri SBT 2055）、鼠李糖乳杆菌ATCC 53103（Lactobacillus rhamnosus ATCC 53103）、鼠李糖乳杆菌ATCC 53102（Lactobacillus rhamnosus ATCC 53102）和乳双歧杆菌Bb12（Bifidobacterium lactis Bb12）被认为在维持健康体重方面发挥作用。
肥胖和糖尿病患者体内的有益细菌普拉梭菌（Faecalibacterium prausnitzii）数量减少，而在接受胃旁路手术后开始减轻体重的患者中，这种细菌的数量会变得更加丰富。
肠道与心血管疾病
研究还表明，肠道微生物群有助于心血管疾病的进展。当维生素胆碱和氨基酸衍生物L-肉碱与某些肠道细菌接触时，它们会被转化为三甲胺，然后进入肝脏，在那里进一步被修饰为TMAO（三甲胺-N-氧化物）。
TMAO随后在血液中循环，通过促进胆固醇代谢的改变、引起血管炎症和动脉斑块的形成来促进动脉粥样硬化。
肠道与情绪
肠道微生物群还在决定情绪方面发挥作用，这种关联被称为肠-脑轴，即通过迷走神经进行的肠道与大脑之间的通信。在小鼠模型中，摄入益生菌鼠李糖乳杆菌JB-1（Lactobacillus rhamnosus JB-1）导致应激诱导的皮质酮产生减少，以及与焦虑和抑郁相关的行为水平降低。
前临床研究还表明，这种肠-脑轴似乎在肠易激综合征中起关键作用，肠道微生物群修改了大脑和肠道之间的双向通信。
实现健康的肠道
一个健康且功能良好的消化系统，定植着"有益"细菌以及这些细菌所需的营养来源，会使人体得到良好营养并拥有有效的免疫系统。临床医生越来越意识到，人们确保肠道中微生物的正确平衡以保持健康的重要性。
提供健康益处的微生物被称为益生菌。摄入益生菌可以帮助创建正确的微生物种群，从而形成健康的肠道。益生菌存在于酸奶和其他发酵产品中，也可以以药丸或膳食补充剂的形式摄入。它们提供益处的机制如下：
- 与病原体竞争营养来源
- 减少炎症，从而提供有利于"有益"细菌定植的环境
- 产生维生素，滋养其他"有益"细菌和宿主
- 增强肠道屏障功能
- 占据病原体结合的位点
- 刺激免疫反应
许多医疗保健提供者现在使用益生菌来改善患者健康和治疗效果。
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