你的肠道微生物组是庞大身体系统内的微观世界。数万亿种微生物在此相互作用并影响生存环境,这些微生物不仅影响消化系统健康,更通过复杂机制与全身健康状态产生密切关联。
概述
肠道内的微生物群落共同构成肠道微生物组。### 什么是肠道微生物组?
生物群落是具有特定环境特征和生物构成的生态系统。你的肠道——具体来说是肠道内部——实际上是一个微型生物圈,栖息着数万亿微生物。这些微生物包含超过千种细菌,以及病毒、真菌和寄生虫。
每个人的肠道微生物组都是独特的。婴儿在经阴道分娩或母乳喂养期间获得最初的肠道微生物。随后,饮食和其他环境暴露会引入新的微生物,某些暴露因素也可能损害或减少肠道菌群数量。
肠道微生物组的重要性
我们肠道中的大多数微生物与宿主保持着共生关系——这种互惠关系使双方都受益。我们为它们提供食物和栖息地,它们则为身体提供重要服务。这些有益微生物还能抑制潜在致病微生物的过度繁殖。
你可以将肠道微生物组想象成一个提供营养和药物的多样化本土花园。当这个生态系统健康时,你也会随之强健。但如果"土壤"贫瘠或受污染,或有害生物占据优势地位,就会破坏整个生态系统。
功能
克利夫兰诊所Christine Lee医生解释肠道微生物组的作用。### 肠道微生物组的功能
肠道微生物组与多个身体系统相互作用并协助多种生理功能。它在体内活跃到一定程度,某些医疗机构将其描述为几乎像独立器官。这些互动有些已被充分认知,有些仍在研究中。
消化系统
肠道细菌帮助分解人体无法自行分解的复杂碳水化合物和膳食纤维,并产生短链脂肪酸作为代谢副产物。它们还提供合成维生素B1、B9、B12和K所需的酶。
这些微量营养素的缺乏会对健康产生重大影响。(参见:维生素B12缺乏症、叶酸缺乏症和维生素K缺乏症)短链脂肪酸特别能滋养肠道内壁细胞,维持肠道环境健康。
肠道菌群还能代谢胆汁。肝脏将胆汁送至小肠帮助消化脂肪,代谢完成后,细菌和酶帮助分解胆汁酸使其被重新吸收并循环利用,这个过程称为肠肝循环。
如果这个循环受阻,身体将无法回收胆汁酸,导致肝脏原料不足。消化系统缺乏必要胆汁会妨碍脂肪消化吸收,同时胆固醇(胆汁成分之一)会在血液中异常堆积。
免疫系统
有益肠道微生物帮助训练免疫系统区分有益菌和致病菌。作为最大免疫器官,肠道包含多达80%的免疫细胞,这些细胞帮助清除每日经过的多种病原体。
有益菌通过直接竞争生存空间和营养物质来抑制有害菌过度繁殖。某些慢性胃肠道感染(如艰难梭菌和幽门螺杆菌感染)直接与肠道微生物组减少相关。
短链脂肪酸作为有益菌的代谢产物,对免疫系统具有重要益处。它们帮助维持肠道屏障完整性,防止细菌和毒素进入血液,同时具有抗炎特性。
炎症是免疫系统功能,但可能异常激活导致过度反应。慢性炎症是自身免疫性疾病特征,可能与癌症等多种疾病相关。研究显示短链脂肪酸可抑制这类炎症反应。
神经系统
肠道微生物通过肠脑轴(贯穿胃肠道的神经、神经元和神经递质网络)影响神经系统。某些细菌能产生或刺激产生向大脑传递化学信号的神经递质(如5-羟色胺)。
细菌代谢产物也会影响神经系统。短链脂肪酸显示有益作用,而细菌毒素可能损伤神经。研究人员正在探究肠道微生物组在神经系统疾病、行为障碍、神经痛和情绪障碍中的潜在作用。
内分泌系统
肠道微生物及其产物与肠道内壁的内分泌细胞相互作用。这些肠内分泌细胞使肠道成为最大的内分泌器官,分泌调节血糖、饥饿感和饱腹感的激素。
研究持续探索肠道微生物组在代谢综合征(肥胖、胰岛素抵抗和2型糖尿病)及肝脏脂肪过度储存中的作用。这些疾病与特定肠道菌群存在关联,但具体机制仍在研究中。
解剖结构
肠道微生物组的位置
"肠道"主要指胃肠道(GI)道,多数人特指肠道。胃和小肠含有少量微生物,但大部分存在于大肠(结肠)。它们漂浮在肠腔内或附着于黏膜层。
结肠菌群类型与其他部位显著不同,主要是需要低氧环境的厌氧菌。上消化道的高氧环境、快速蠕动和强效消化液阻止这些菌群定植。
厌氧菌在结肠执行独特功能:分解不可消化的膳食纤维并产生必要营养素。这些微生物仅在其自然微生物组环境中有益,若迁移至其他部位可能引发感染。例如大肠杆菌异常定植小肠会干扰消化,突破肠壁或通过伤口逃逸会导致全身感染。
疾病与紊乱
什么是菌群失衡?
医疗从业者用"菌群失调"描述失衡或不健康的肠道微生物组,表现为:
- 有益菌的缺失
- 潜在致病菌过度生长
- 菌群多样性降低
这些因素常相互关联,有益菌减少使肠道易受致病菌侵袭,进而导致菌群多样性进一步下降。
环境影响因素
如同花园需要营养和避免污染,肠道微生物组受饮食、化学暴露、致病生物和排便规律等因素影响。
饮食
肠道微生物多样性需要多种植物纤维支持。不同微生物偏好不同全食物,它们产生的短链脂肪酸等代谢物可滋养肠道并降低pH值,创造有益菌优势环境。
高糖和饱和脂肪饮食则会促进有害菌生长。加工食品不仅缺乏纤维和微量营养素,其添加剂和防腐剂也可能损害微生物组。
化学物质
可能破坏微生物组的化学物质包括酒精、烟草烟雾、污染物等环境毒素,特别是抗生素会同时杀灭有益菌。其他药物如抑酸剂通过改变pH值影响菌群平衡。
短期化学暴露(如必要用药)后微生物组通常可恢复,但长期暴露可能导致永久性改变。频繁使用特定药物或酒精可能抑制特定微生物的生长。
多样性
健康微生物组中不同菌种相互支持。如同花园植物的共生关系,某些菌种通过分解化合物为其他菌种提供营养,或通过代谢产物改变环境酸碱度。
缺乏多样性微生物组更易被入侵菌种破坏。没有健康竞争机制时,这些"杂草"会耗尽其他菌种所需资源。
蠕动功能
肠道蠕动是维持微生物组更新的重要机制。食物和废物的规律移动帮助微生物在不同肠道区域定植。过快导致菌群无法定植发挥作用,过慢则可能导致过度繁殖扩散。
肠道微生物组相关疾病
直接相关的疾病包括:
- 感染:致病菌可导致急慢性肠道感染,引发腹泻、结肠炎和肠黏膜损伤。菌群失衡削弱肠道防御能力
- 小肠细菌过度生长(SIBO):特定菌种在小肠异常增殖,可能因肠道蠕动迟缓导致大肠菌种迁移
- 炎症性肠病(IBD):包括溃疡性结肠炎、显微镜下结肠炎和克罗恩病,菌群失调是重要诊断标准
- 动脉粥样硬化:某些有害菌产生三甲胺氧化物(TMAO),促进动脉硬化,是冠心病风险检测指标
可能间接相关的疾病包括过敏、焦虑、哮喘、自闭症、慢性疲劳综合征、结直肠癌、糖尿病、抑郁症、脂肪肝、肠易激综合征、肝癌、多发性硬化、神经退行性疾病、肥胖、胰腺癌和类风湿性关节炎等。
肠道微生物组异常的常见症状
典型症状包括:
- 肠胀气和腹痛
- 腹部胀满
- 消化不良
- 下腹痛
- 腹泻
- 便秘
肠道微生物组检测
商业实验室提供粪便微生物组检测服务,但临床医疗从业者通常不推荐。目前对菌群种类及其健康影响的认知尚不足以提供实用指导,相关研究仍在进行中。
医疗从业者主要通过血液检测、粪便检测或呼气试验检测特定条件(如感染和菌群过度生长)。呼气试验可通过检测肠道菌群代谢气体诊断异常情况。
护理
肠道微生物组疾病的治疗
主要治疗方式包括:
- 排除饮食法:短期限制特定食物,减少过度繁殖菌种的营养供给
- 抗生素治疗:针对特定感染或菌群过度生长,治疗后常需益生元/益生菌辅助恢复
- 粪菌移植:将健康供体菌群移植至患者肠道,目前仅批准用于复发性艰难梭菌感染治疗
维护建议
健康生活方式是维护肠道微生物组的关键:
- 多样化植物性饮食:摄入全谷物、蔬菜和水果,提供膳食纤维和微量营养素,减少肠道炎症
- 补充益生菌和益生元:益生菌可通过发酵食品或补充剂摄入,益生元是益生菌的营养来源
- 合理使用抗生素:避免不必要的抗生素使用,防止破坏菌群平衡
克利夫兰诊所提醒
肠道微生物组研究是当前医学热点。这些微生物与多系统疾病的关系可能为攻克顽疾提供新思路。虽然研究进展令人鼓舞,但医疗界仍保持谨慎态度。研究不仅拓展新认知,也在验证传统健康理念的有效性——全食物饮食对肠道健康至关重要。
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