人體腸道菌群失衡與慢性疾病關(guān)系的研究

楊 潔

鄭州澍青醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校，河南 鄭州 450064

腸道菌群是指居住在人體腸道內(nèi)的數(shù)十萬億的微生物，其中大部分是細(xì)菌，還包括真菌、原生動物和病毒。隨著醫(yī)學(xué)研究的發(fā)展，越來越多的人意識到腸道菌群的重要性[1]。一方面，它們參與食物的消化，可以幫助宿主吸收營養(yǎng)。例如，一些不能被人體消化的復(fù)雜碳水化合物，如膳食纖維，可以被腸道細(xì)菌分解，產(chǎn)生短鏈脂肪酸，這些物質(zhì)不僅為腸道細(xì)胞提供能量，還對腸道健康和免疫功能有益。另一方面，腸道菌群還與宿主的免疫系統(tǒng)相互作用，幫助免疫系統(tǒng)識別和清除病原體，同時避免有益菌受到攻擊。然而，腸道菌群的平衡被打破會導(dǎo)致一系列健康問題。生活方式、飲食習(xí)慣、藥物使用、環(huán)境因素等都會影響腸道菌群的組成和功能[2]。當(dāng)有益菌減少，有害菌增多時，會導(dǎo)致腸道屏障功能下降，增加腸道通透性，使病原體和有害物質(zhì)更容易進(jìn)入血液，進(jìn)而引發(fā)全身性的炎癥反應(yīng)。這種炎癥反應(yīng)與多種慢性疾病的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)，如肥胖、糖尿病、心血管疾病、腸炎、腸癌以及自身免疫性疾病等。因此，本文對腸道菌群失衡與慢性疾病的關(guān)系進(jìn)行研究，希望可以為人們的健康生活提供一定指導(dǎo)。

1 相關(guān)概述

1.1 腸道菌群的定義

腸道菌群也被稱為腸道微生物群落或腸道微生物組，指的是居住在人體腸道內(nèi)的微生物總和。這些微生物主要包括細(xì)菌，也包括真菌、原生動物、病毒和其他微生物。它們在人體腸道中形成了一個復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，共同維持腸道的健康和功能。腸道菌群的數(shù)量和種類是巨大的，總數(shù)可達(dá)數(shù)十萬億，種類多達(dá)數(shù)千種。這些微生物不僅在數(shù)量上占據(jù)主導(dǎo)地位，而且在功能上也起到關(guān)鍵作用[3]。

1.2 腸道菌群與慢性疾病綜述

近些年來，研究者對腸道微生態(tài)的研究取得了令人矚目的成就。越來越多的數(shù)據(jù)表明腸道菌群與腸道健康密切相關(guān)，同時也與一系列慢性疾病，如糖尿病、高血壓、抑郁癥等直接相關(guān)。

上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院的趙立平教授及其團(tuán)隊在研究中進(jìn)一步證實了腸道菌群對糖尿病所產(chǎn)生的作用。該研究指出，2 型糖尿?。═2DM）的發(fā)生與短鏈脂肪酸（SCFA）的缺乏相關(guān)。某些腸道菌群代謝膳食纖維產(chǎn)生的短鏈脂肪酸可以改善血糖指標(biāo)，并對2 型糖尿病產(chǎn)生干預(yù)作用[4]。這項研究的結(jié)果為人們提供了新的認(rèn)識，即通過膳食纖維來調(diào)節(jié)腸道菌群的組成，可以促進(jìn)短鏈脂肪酸的產(chǎn)生，從而對糖尿病的治療和管理產(chǎn)生積極作用。2022 年7月，哈佛醫(yī)學(xué)院、麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)博德研究所聯(lián)合的研究團(tuán)隊在《Nature》雜志上發(fā)表了一項名為《Akkermansia muciniphila phospholipid induces homeostatic immune responses》的最新研究。該研究揭示了腸道菌群影響機(jī)體免疫反應(yīng)的作用機(jī)制。這項研究首次成功連接了一種重要的腸道細(xì)菌——黏膜頗爾氏桿菌（Akkermansia muciniphila）、其產(chǎn)生的磷脂分子、相關(guān)的信號通路以及生物學(xué)表型。這項研究為科學(xué)家利用腸道細(xì)菌調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)和提高抗疾病能力而進(jìn)行的藥物開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。此外，腸道菌群代謝會產(chǎn)生短鏈脂肪酸，使結(jié)腸細(xì)胞能夠利用這些短鏈脂肪酸，從而起到預(yù)防炎癥、增加營養(yǎng)吸收能力的作用[5]?？诜嫔破房山档湍c道菌群內(nèi)壁菌門與擬桿菌門的比值，糾正菌群紊亂，降低血壓[6]。

2 腸道菌群失衡與慢性疾病的關(guān)系

2.1 腸道菌群失衡與肥胖、糖尿病的關(guān)系

腸道菌群的組成和功能與宿主的能量攝取和儲存、脂肪組織的炎癥以及胰島素敏感性等都有關(guān)聯(lián)。肥胖個體體內(nèi)腸道菌群的組成往往與健康個體存在顯著差異，特定的細(xì)菌種類有增多的風(fēng)險，而有益的細(xì)菌種類則會相對減少。這種失衡會導(dǎo)致個體對食物中能量的攝取增加，同時促進(jìn)體內(nèi)短鏈脂肪酸的產(chǎn)生，進(jìn)一步影響脂肪儲存和能量代謝[7]。

2.2 腸道菌群失衡與心血管疾病的關(guān)系

腸道菌群失衡導(dǎo)致某些有害物質(zhì)的產(chǎn)生，這些物質(zhì)進(jìn)入血液后會對心血管系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。特定的腸道細(xì)菌將飲食中的肉類、蛋黃中的膽堿和L-卡尼汀轉(zhuǎn)化為三甲胺（TMA），隨后在肝臟中轉(zhuǎn)化為三甲胺-N-氧化物（TMAO）。研究證實，TMAO 與動脈粥樣硬化、心肌梗死和中風(fēng)等心血管疾病的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)。同時，腸道菌群失衡增加了腸道通透性，導(dǎo)致內(nèi)毒素和其他炎癥介質(zhì)進(jìn)入血液，引發(fā)全身性的炎癥反應(yīng)，這種炎癥反應(yīng)與心血管疾病的進(jìn)展有關(guān)。因此，腸道菌群的失衡與心血管疾病的發(fā)生和發(fā)展緊密相關(guān)[8]。上述發(fā)現(xiàn)為心血管疾病的預(yù)防和治療提供新的研究方向。

2.3 腸道菌群失衡與腸炎、腸癌的關(guān)系

腸道菌群在維持腸道健康和功能中起到了關(guān)鍵作用。當(dāng)腸道菌群失衡時，特定的有益菌數(shù)量減少，而某些潛在、有害的菌群數(shù)量增加，這種失衡狀態(tài)與腸道疾病的發(fā)生有關(guān)。腸炎，特別是炎癥性腸病，如克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎，與腸道菌群的失衡存在明顯的關(guān)聯(lián)。腸道菌群失衡會導(dǎo)致腸道屏障功能下降，增加腸道通透性，從而使病原體和有害物質(zhì)更容易進(jìn)入腸道黏膜，進(jìn)而引發(fā)腸道的炎癥反應(yīng)。同時，腸道菌群失衡與腸癌的關(guān)系也受到廣泛關(guān)注。某些腸道細(xì)菌產(chǎn)生的代謝物和毒素，如膽汁酸和其他致癌物質(zhì)，可以直接或間接地?fù)p傷腸道上皮細(xì)胞的DNA，促進(jìn)癌變。

2.4 腸道菌群失衡與自身免疫性疾病的關(guān)系

腸道菌群與宿主的免疫系統(tǒng)之間存在緊密的相互作用。在正常情況下，腸道菌群與宿主的免疫系統(tǒng)會形成一個平衡的狀態(tài)，共同維護(hù)腸道的穩(wěn)定和健康。然而，當(dāng)腸道菌群失衡時，這種平衡會被打破，導(dǎo)致免疫系統(tǒng)反應(yīng)異常。自身免疫性疾病是由于免疫系統(tǒng)錯誤地攻擊和破壞身體的正常組織引起的。腸道菌群失衡與多種自身免疫性疾病的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)，如風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化癥和系統(tǒng)性紅斑狼瘡等。腸道菌群失衡會導(dǎo)致腸道屏障功能下降，增加腸道通透性，從而使外源性抗原更容易進(jìn)入體內(nèi)，引發(fā)免疫系統(tǒng)的異常反應(yīng)。

3 腸道菌群調(diào)節(jié)與慢性疾病預(yù)防

3.1 益生菌和益生元的作用

益生菌和益生元在維護(hù)腸道健康和功能中起著至關(guān)重要的作用。它們對調(diào)節(jié)腸道菌群、增強(qiáng)腸道屏障功能、促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和合成以及調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)都具有顯著的效果。益生菌是指對宿主有益、能夠在腸道中定植并發(fā)揮作用的活性微生物。常見的益生菌包括乳酸菌、雙歧桿菌等。它們可以通過多種機(jī)制維護(hù)腸道健康。首先，益生菌可以與潛在的病原體競爭營養(yǎng)物質(zhì)和結(jié)合位點(diǎn)，從而抑制病原體的生長和定植；其次，益生菌可以產(chǎn)生乳酸、過氧化氫和細(xì)菌素等抗菌物質(zhì)，這些物質(zhì)可以直接殺死或抑制病原體；最后，益生菌還可以調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，增強(qiáng)機(jī)體對外來抗原的免疫應(yīng)答。益生元則是指能夠被腸道菌群選擇性地發(fā)酵，從而有益于宿主健康的食物成分。

3.2 飲食調(diào)節(jié)與生活方式的改變

飲食和生活方式是影響腸道菌群平衡的兩個重要因素。適當(dāng)?shù)娘嬍痴{(diào)節(jié)和生活方式的改變可以有效維護(hù)和恢復(fù)腸道菌群的健康狀態(tài)，從而預(yù)防和緩解與腸道菌群失衡的相關(guān)疾病。飲食對腸道菌群的影響是直接的。高纖維、低脂肪的飲食可以促進(jìn)雙歧桿菌和乳酸菌等有益菌的生長，而高糖、高脂肪的飲食則會導(dǎo)致有害菌的增多。因此，增加全谷物、蔬菜和水果等膳食纖維的攝入，以及減少加工食品和高糖食品的攝入，是維護(hù)腸道菌群平衡的關(guān)鍵。此外，酸奶、泡菜和醬油等發(fā)酵食品含有大量的益生菌，也有助于維護(hù)腸道菌群的健康。生活方式的改變也對腸道菌群有重要影響。長時間的壓力、缺乏鍛煉和不規(guī)律的作息都會產(chǎn)生腸道菌群失衡的風(fēng)險。因此，定期的鍛煉、保持良好的作息和減少壓力是維護(hù)腸道健康的重要措施。鍛煉可以增強(qiáng)腸道蠕動，促進(jìn)食物的消化和吸收，同時還可以調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，增強(qiáng)機(jī)體的抵抗力。

3.3 藥物干預(yù)

隨著對腸道菌群與多種疾病關(guān)系的深入了解，越來越多的藥物被研發(fā)和應(yīng)用于調(diào)節(jié)腸道菌群，從而達(dá)到預(yù)防和治療疾病的目的?？股厥亲畛Ｓ糜谡{(diào)節(jié)腸道菌群的藥物，可以有效地抑制或殺死某些有害菌，從而恢復(fù)腸道菌群的平衡。然而，過度或不當(dāng)?shù)厥褂每股貢?dǎo)致腸道菌群面臨嚴(yán)重失衡的風(fēng)險，甚至產(chǎn)生抗藥性。因此，抗生素應(yīng)在醫(yī)生的建議下使用，且應(yīng)遵循正確的劑量和療程。除了抗生素，益生菌制劑、益生元制劑和特定的抗炎藥等其他藥物也被用于調(diào)節(jié)腸道菌群。

4 結(jié)語

腸道菌群作為人體內(nèi)的一個復(fù)雜系統(tǒng)，與宿主的健康和疾病的發(fā)生有著密切的關(guān)系。本文深入探討了腸道菌群失衡與多種慢性疾病，如肥胖、糖尿病、心血管疾病、腸炎、腸癌以及自身免疫性疾病之間的關(guān)聯(lián)。研究表明，腸道菌群的失衡是這些疾病發(fā)生和發(fā)展的重要原因。為了維護(hù)和恢復(fù)腸道菌群的平衡，可采取飲食調(diào)節(jié)、生活方式的改變和藥物干預(yù)等多種策略。然而，如何更精確地調(diào)節(jié)腸道菌群，以及如何將這些策略應(yīng)用于臨床實踐，仍是需要進(jìn)一步研究的問題。