研究显示,肠道气体中的氢气对肠道健康至关重要。
墨尔本科学家揭示了氢气在人体肠道中的产生和利用机制。尽管因导致放屁可燃而广为人知,但氢气在支持肠道健康方面扮演着积极角色。
这项发表在《自然·微生物学》杂志上的研究,由蒙纳士大学和哈德逊医学研究所的研究人员领导的国际团队进行,分析了微生物如何调控肠道中的氢气水平。
当细菌发酵饮食中未消化的碳水化合物时,氢气在肠道中自然产生。部分气体通过呼吸排出,大部分被其他肠道细菌回收利用,其余则以肠道排气形式排出体外。
该研究第一作者、由蒙纳士大学和哈德逊医学研究所共同培养的凯特琳·韦尔什博士表示,研究结果揭示氢气在肠道功能中的作用比先前认为的更为重要。
大多数人每天释放约一升气体,其中一半是氢气。但氢气不仅仅是肠道排气背后的气体——它是肠道健康的隐形驱动者。我们的研究表明,氢气以令人惊讶且多样的方式塑造肠道微生物组。它帮助某些有益细菌在肠道中茁壮成长,并维持消化过程。
——凯特琳·韦尔什博士,第一作者
研究人员希望这一发现能凸显扩展对肠道工作基本知识的重要性,以便设计新的胃肠道问题治疗方法。
共同资深作者、蒙纳士大学生物医学发现研究所“同一健康微生物学”小组负责人克里斯·格林宁教授表示,氢气是肠道功能的核心。
“肠道中的气体产生是一个正常过程。当肠道细菌分解食物时,大量产生氢气,然后被其他微生物用于获取能量,”格林宁教授说。
然而,过量的氢气产生可能预示着肠道问题。异常的氢气水平与感染、消化系统疾病甚至癌症相关,通常通过呼吸测试来评估肠道健康。
“我们还发现肠道疾病患者的氢气产生受到干扰的迹象,但尚不清楚这是疾病的原因还是结果,”格林宁教授说。
研究人员的工作重点是理解氢气在肠道功能中的基本作用,而非改进诊断或开发疗法。
共同资深作者、哈德逊研究所微生物组与系统生物学实验室负责人、同时在蒙纳士大学临床科学学院分子与转化科学系任职的萨姆·福斯特副教授表示,新发现的联系有助于理解肠道状况,并指导开发基于微生物组的新疗法。
福斯特副教授表示,尽管新兴的基于微生物组的疗法从粪便移植和益生菌到活体生物疗法不等,但要完全理解其工作原理及最佳使用方法还有很长的路要走。
“通过理解这些系统的功能,它为治疗干预开辟了新的机会,其中一些我们甚至尚未考虑,”他说。
研究发现
该研究发现,一种名为Group B [FeFe]-氢化酶的特定酶主要负责肠道中的氢气产生。这种酶存在于许多肠道细菌中,活性很高。研究人员通过研究粪便样本和肠道组织中的细菌发现,这种酶有助于细菌生长和产生氢气,尤其是在与健康相关的主要菌群中。他们还发现,该酶通过涉及铁和另一种名为铁氧还蛋白的蛋白质的特定化学反应发挥作用。例如,健康人的肠道中含有大量这种酶,而克罗恩病患者则较少,且含有更多其他类型的产氢酶。
来源:蒙纳士大学
期刊参考:Welsh, C., et al. (2025). A widespread hydrogenase supports fermentative growth of gut bacteria in healthy people. Nature Microbiology.
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