肠道微生物组与健康

主要内容：

人体的消化系统、皮肤、肺部和其他与环境互动的部分都覆盖着细菌、真菌、原生动物和其他微生物。
过去20年的研究表明，肠道微生物组是心血管疾病、多种癌症、糖尿病、痴呆、过敏、抑郁症、精神分裂症和类风湿性关节炎发生和进展的关键因素。
在饮食中添加益生菌可以显著改善健康和免疫功能。

学习目标

描述肠道微生物组的发展过程。
讨论益生菌、益生元和合生元如何影响肠道微生物组。
解释肠道微生物组与心血管疾病、2型糖尿病、癌症和心理健康之间的联系。

我们的皮肤、头皮、黏膜、牙齿和消化系统都覆盖着维持健康所必需的共生微生物。一些研究者将消化系统中的细菌、 fungi、原生动物和其他微生物（即肠道微生物组）描述为最新发现的人体器官。每个人微生物群落的平衡和组合都是独特的，受饮食、环境、早期生活暴露、卫生习惯、地理和甚至社会经济地位的影响。

有益微生物水平低或有害微生物水平高会导致肠道失衡（菌群失调）。环境因素、遗传因素、生活方式因素、药物、感染性病原体和饮食习惯都可能引发菌群失调。研究表明，这些共生菌落与健康之间存在联系。（见微生物组发展。）

微生物组发展

怀孕期间，发育中的胎儿存在于相对无菌的环境中。一旦羊膜囊破裂，婴儿就开始接触微生物。如果是阴道分娩，婴儿会接触到阴道通道的微生物组，这将成为他们自己肠道微生物组的一部分。通过剖腹产出生的婴儿如果没有这种接触，通常会被开具预防性抗生素。

婴儿在阴道通道中接触的一些最初微生物有助于母乳消化。肠道中的细菌产生维生素K，有助于血液凝固。新生儿最初不产生自己的维生素K，所以他们会接受临时注射，直到他们能够自己产生。大脑发育所需的必需脂肪酸是由细菌消化纤维产生的。随着孩子成长，肠道微生物组会多样化。

据Wiertsema及其同事称，70%至80%的免疫细胞存在于肠道中。微生物组在免疫功能中起着重要作用，对先天和适应性免疫的发展有复杂参与。健康的微生物教会免疫反应区分有益微生物和危险病原体。目前的研究集中在用阴道拭子"播种"婴儿的黏膜以改善其微生物组；然而，目前没有足够的证据来改变临床实践。

了解肠道微生物组如何影响整体健康可以帮助护士转诊护理并为处方治疗（包括饮食和生活方式改变以及处方补充剂）提供支持。

微生物组研究

过去15年，关于肠道微生物组的研究呈爆炸式增长。人体需要37万亿以上的微生物来保护其免受病原体侵害，分解必需营养素，并将原材料转化为适当的免疫功能。根据Ivanova及其同事的说法，按平方英寸计算，我们的身体微生物比人类更多，平均人类粪便样本含有高达700,000个细菌基因。人类消化道包括口腔、食道、胃、小肠和大肠；然而，大多数微生物组研究都集中在大肠的细菌基因上。

研究表明，人类肠道微生物组的变化与许多消化健康问题有很强的联系，包括肠易激综合征、炎症性肠病、溃疡性结肠炎、克罗恩病、乳糜泻和结直肠癌。肠道微生物组失衡影响消化健康是合理的；然而，它影响的远不止这些。例如，肠道微生物组似乎在各种类型的癌症、糖尿病、痴呆、过敏、抑郁症、精神分裂症和类风湿性关节炎中起着关键作用。它既影响疾病的发生，也影响疾病进展过程中的症状强度。

肠道微生物组产生必需的酶、神经递质和维生素。例如，将碳水化合物转化为能量所需的维生素B1，由肠道微生物合成，并在其他微生物的帮助下被肠道吸收。

与肠道微生物组相关的许多疾病的特征是持续的低度炎症。肠道微生物组在触发或平息免疫系统的炎症反应中起着重要作用。例如，微生物利用膳食不可消化纤维的发酵来开发短链脂肪酸（SCFAs），这些脂肪酸具有抗致癌和抗炎特性。微生物组的必要平衡要么保持免疫系统平衡，要么损害免疫功能，触发炎症，并导致自身免疫性疾病。

心血管疾病与肠道微生物组

证据表明心血管健康与肠道微生物组之间存在很强的关联。微生物组环境的改变会触发一系列致病效应。菌群失调导致动脉粥样硬化、炎症、肥胖和胰岛素抵抗的发生率增加，以及血小板和血液脂质异常。此外，菌群失调干扰胆汁酸代谢和SCFA调节，并可能导致三甲胺N-氧化物（TMAO）的过度产生。结果包括高胆固醇水平和动脉粥样硬化、炎症以及各种心血管问题。

人体约四分之一的胆固醇水平来自饮食摄入；肝脏产生其余部分。胆固醇对生命至关重要，支持细胞膜的功能和结构。我们需要胆固醇来合成许多激素、胆汁酸和维生素D。反过来，胆汁酸有助于胆固醇的吸收、合成和排泄。它们还有助于脂肪、营养素和脂溶性维生素的吸收，并在身体的葡萄糖、脂质和能量代谢管理中起直接作用。肠道中微生物群的存在有助于维持和保护胆汁酸。因此，菌群失调改变了身体的胆固醇平衡并影响血清胆固醇水平。含有大量乳酸菌和双歧杆菌的肠道微生物组已特别与较低的心血管风险相关联。

研究人员已将TMAO的存在与心血管疾病风险增加联系起来。TMAO是在某些食物（尤其是红肉、鸡蛋和深海鱼）存在下由肠道细菌产生的有毒终产物。TMAO的增加产生会改变脂质水平并导致冠状动脉疾病风险增加。乳酸菌和双歧杆菌抑制TMAO的合成。

短链脂肪酸（SCFAs）是由肠道中良好的厌氧细菌通过碳水化合物和纤维发酵在结肠中产生的代谢物，促进多种代谢过程（脂质合成、葡萄糖摄取和炎症反应）并抑制沙门氏菌和大肠杆菌等坏细菌的生长。SCFAs还与降低血清胆固醇水平和降低心血管疾病风险相关联。益生菌提供了一种廉价的方法来降低血清胆固醇水平，从而降低心血管疾病风险。

2型糖尿病与肠道微生物组

高脂肪、高热量、高碳水化合物和久坐不动的生活方式可能导致效率低下和不健康的微生物组，并增加代谢综合征、2型糖尿病和肥胖的风险。血糖不稳定、胰岛素抵抗和炎症是这些状况的根本原因。拟杆菌门和厚壁菌门有助于消化和发酵不可消化的膳食纤维，产生SFCAs。

2型糖尿病治疗的当前最佳实践包括最佳营养和均衡饮食。富含纤维的饮食和多酚（浆果、坚果、橄榄）可以通过减少炎症、降低胰岛素抵抗以及提高胰高血糖素和胰岛素水平来有益于微生物组组成。治疗还可以包括益生菌、益生元和合生元的组合以及抗糖尿病药物。

益生菌改善葡萄糖耐量并提供额外的好处，如减少炎症和提高胰岛素敏感性。合生元，即益生元和益生菌的组合，在2型糖尿病患者中已显示出改善脂质和葡萄糖代谢的效果。（见治疗方法。）

治疗方法

关于将肠道微生物组作为益生菌、益生元和合生元治疗方法的证据已经改变了实践。

癌症与肠道微生物组

西方饮食（通常高动物脂肪和低纤维）会影响肠道细菌菌落和多样性，并增加患癌症的风险。肠道微生物组与几种癌症的发展之间存在强烈的关联，包括肝癌、结直肠癌和胰腺癌。特定细菌可以触发某些癌症的发展；肠道微生物组中的生物标志物可以帮助识别甚至预测胰腺癌和结直肠癌。

粪便已被用于评估可能的癌症和癌症进展的生物标志物。特定的微生物群可以增加恶性肿瘤和肿瘤发展的风险，以及癌症治疗的疗效。肠道微生物组的健康也影响身体如何代谢药物。益生菌可能有助于减少治疗副作用的发生率并提高癌症治疗中使用的其他膳食补充剂的作用。

过敏与肠道微生物组

研究表明肠道微生物组在过敏状况的发展中起着明确的作用。肠道微生物组的不平衡与哮喘、特应性皮炎、牛皮癣和湿疹等状况风险增加相关联。益生菌疗法可以帮助减少体内的炎症，也可以帮助治疗过敏性哮喘。研究人员发现，将益生菌与常规哮喘疗法结合使用可以帮助缓解哮喘症状。此外，研究发现，将过敏小鼠的粪便移植到其他小鼠中可以通过增加免疫球蛋白E水平来引起过敏。菌群失调先于敏感性的发展，也可能在治疗中发挥作用。更多研究将有助于澄清这对人类健康意味着什么。

卫生假说是在观察到大家庭中的儿童过敏率较低后发展起来的，认为缺乏接触各种微生物群会增加患过敏状况的风险。母亲产前接触宠物、生活在农村环境以及阴道分娩都与减少过敏相关联。迄今为止，大多数研究都集中在肠道微生物组上，但我们还应考虑皮肤或气道微生物及其在过敏发展中的作用。

心理健康与肠道微生物组

根据世界卫生组织的数据，每八个人中就有一人患有心理健康障碍。肠道微生物组被认为在触发心理健康问题的发展中起着作用。根据Liu及其同事的说法，特定的肠道微生物在血清素、多巴胺、去甲肾上腺素、γ-氨基丁酸和60多种其他神经递质的产生中起着作用。例如，消化系统中的微生物合成身体大部分的血清素（许多抗抑郁药针对血清素水平），这涉及有效睡眠以及抑郁症、双相情感障碍和其他心理健康状况。多巴胺是涉及精神分裂症的神经递质。

最近，益生菌已被整合到抑郁症、焦虑症和精神分裂症的治疗中。大量研究还表明，通过益生元和益生菌改善消化健康可能对自闭症谱系的人有益。

改善健康

饮食和补充剂显著影响肠道微生物组的平衡和组成。益生菌有助于维持和丰富许多微生物物种的健康。证据只引导我们了解少数特定的益生菌，但更多物种需要研究。个性化营养计划是最好的方法。提供者可以推荐益生菌和合生元来帮助超重和肥胖人群的体重管理。例如，乳酸菌属和双歧杆菌属中的特定菌株在减轻体重方面显示出最佳效果。

患者可以通过食物、胶囊、片剂、粉末和液体摄入益生菌。不幸的是，许多商业益生菌产品监管不严，这可能使消费者难以选择安全的选项。食物提供最安全的益生菌来源，因为它们提供多种菌种；补充剂不应是首选。在酸奶中最常见的双歧杆菌和乳酸菌已被用于抗炎效果和治疗便秘。

益生菌菌株包括属名和种名。嗜酸乳杆菌是最常见的物种，可在活性酸奶培养物中找到。含有益生菌的其他乳制品包括发酵乳制品、山羊奶、冰淇淋、牛奶巧克力、乳清奶酪、农家奶酪、切达奶酪和酪乳。非乳制品来源包括基于大豆的产品、含有益生菌的果汁、谷物和营养棒。泡菜、开菲尔和泡菜等发酵食品也含有益生菌。高糖、低纤维的饮食会加剧肠道细菌过度生长并导致胃肠道症状。选择低脂、低糖、高纤维的饮食可以在短短一天内改变肠道微生物组。

健康选择

我们需要更多研究来了解饮食或补充剂对特定疾病患者的疗效如何。我们还需要对作为补充剂销售的益生菌进行更一致的制造和报告。一旦标准化的微生物疗法可用，医疗保健提供者将能够建议剂量并与患者更好地讨论预期结果。

随着科学揭示更多关于肠道微生物组重要性的细节，护士可以利用这些信息帮助指导患者为他们的健康做出最佳选择。您在教育患者有关维持健康平衡肠道微生物组的策略方面发挥着至关重要的作用。寻找更多关于此主题的教育，以添加到您的患者教育工具箱中。

作者在田纳西州克拉克斯维尔市的奥斯汀佩伊州立大学(Austin Peay State University)工作。特里·A·克拉克(Terri A. Clark)是副教授和RN到BSN项目促进者。克里斯滕·巴特勒(Kristen Butler)是副教授。德布拉·罗斯·威尔逊(Debra Rose Wilson)是教授和Lenora C. Reuther卓越讲席教授。

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关键词： 微生物组，肠道微生物组，益生菌

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