维持肠道健康需要支持由数万亿微生物组成的复杂生态系统以及肠道黏膜的完整性。肠道微生物组是一个动态的细菌、真菌和病毒群落,与宿主的免疫系统和代谢过程相互作用。维生素是人体无法足量产生的有机微量营养素,它们在维持这种平衡中发挥着重要作用。它们作为生化反应的必要辅因子,支持有益肠道菌群的生长并维持消化道的物理屏障。
B族维生素:支持微生物代谢
B族维生素是水溶性化合物,在能量生产和新细胞合成中作为辅因子。在肠道内,它们与肠道微生物存在双向关系。特定的B族维生素,如维生素B12、叶酸(B9)和维生素B6,对人类细胞和肠道菌群都至关重要。
这些维生素是DNA合成和单碳单位转移等基本代谢过程所必需的,这些过程对肠道细胞的快速更新至关重要。叶酸和B12参与S-腺苷甲硫氨酸的合成,这是一种蛋白质和脂质代谢所需的甲基供体。这些维生素的缺乏会损害肠道黏膜的生长和修复。
某些肠道细菌可以合成一些B族维生素,包括B12和叶酸,宿主可以利用这些维生素。然而,宿主仍需摄取这些营养素,因为细菌产生的B族维生素主要在大肠中合成,而大肠位于主要吸收部位之后。细菌还会与宿主竞争膳食B族维生素。超过80%的肠道细菌需要维生素B12来进行自身的代谢反应。
维生素B6由肠道中的多种微生物产生,对调节抗炎和促炎信号分子的平衡至关重要。维持足够的B族维生素水平是支持肠道生态系统多样性和健康的一个共同代谢目标。
维生素A和D:免疫调节与屏障强度
脂溶性的维生素A和D是肠道物理和免疫防御的调节剂。维生素D,特别是其活性形式,通过与肠道免疫细胞上的维生素D受体(VDR)结合来调节免疫反应。这一作用有助于抑制可能损伤肠道黏膜的过度炎症。
维生素D的主要功能是诱导调节性T(Treg)细胞,这些细胞促进免疫耐受并抑制促炎的辅助性T细胞1(Th1)和辅助性T细胞17(Th17)细胞。这种调节有助于维持免疫系统与肠道细菌之间的和平关系。维生素D还通过促进抗菌肽的产生来支持先天免疫系统,以对抗病原体。
维生素A,主要以视黄酸形式存在,对维持上皮屏障的完整性至关重要。它促进肠道细胞的分化,包括负责产生黏液的杯状细胞。这层黏液形成第一道防线,将肠道微生物组与上皮细胞物理隔离。
维生素A和D共同调节紧密连接蛋白的表达,这些蛋白密封肠道细胞之间的间隙。当这些连接受损时,肠道通透性会增加——常称为“肠漏症”——导致有害物质进入 bloodstream。这两种维生素对这些密封蛋白的调节作用,是强化肠道屏障和促进胃肠道稳态的直接机制。
维生素C和E:减轻氧化应激
肠道环境持续暴露于产生有害自由基的因素中,包括炎症过程和微生物代谢活动。这种失衡称为氧化应激,会严重损伤肠道细胞。维生素C和E作为强效抗氧化剂,可减轻这种损伤。
维生素E是脂溶性的,在肠道细胞的脂质膜内作为链断裂抗氧化剂发挥作用。它能有效清除脂质过氧化过程中产生的脂质过氧自由基。通过中和这些自由基,维生素E阻止了导致细胞膜广泛损伤的链式反应。
维生素C是水溶性的,主要在细胞内外的水性环境中发挥作用。其功能是直接中和自由基,并再生被氧化的维生素E,恢复其抗氧化能力。这种协同关系为肠道黏膜的脂肪和水性区域提供了全面保护。
通过减少氧化应激,这些维生素保护肠道黏膜的结构完整性并抑制慢性低度炎症。这种保护作用在肠道炎症加剧的疾病中尤为重要,因为此时对抗氧化剂的需求增加。
膳食来源与吸收注意事项
获取这些支持肠道的维生素需要饮食富含多样化的全食物,但高效吸收同样关键。维生素A在动物肝脏、红薯、胡萝卜和南瓜中含量丰富。叶酸(B9)存在于深绿色叶菜、豆类、柑橘类水果和强化谷物产品中。
维生素B6可从家禽、猪肉、花生和香蕉中获取。维生素B12几乎仅存在于肉类、鱼类、乳制品或强化食品中。维生素B12的吸收独特,需要内因子——一种由胃黏膜分泌的蛋白质。会减少胃酸或内因子产生的状况,如衰老或某些药物,会严重损害B12的吸收。
维生素C在柑橘类水果、甜椒和西兰花中易于获取。维生素E集中在坚果、种子、植物油和绿叶蔬菜中。由于维生素A、D和E是脂溶性的,与膳食脂肪同食可增强其吸收。
将维生素D补充剂或强化食品与含适量脂肪(约11克)的餐食同食可提高吸收率。对于存在脂肪吸收不良等肠道疾病的个体,这一考虑尤为重要。
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