众多从事微小细菌领域的研究人员认为,肠道菌群(曾被称为肠道菌丛)本身就是一个独立的器官。肠道菌群在出生时、分娩时刻建立,并在生命的前三年内逐渐形成,直到孩子断奶,此时固体食物使菌群得以达到稳定和多样化¹。因此,成年后,我们自身的肠道菌群拥有的基因数量是我们自身的150倍(人类拥有2万至2.5万个基因,而我们的菌群拥有330万个基因)。菌群的主体由250种细菌构成,但可包含多达1000种不同的物种。此外,我们的肠道所寄居的细菌总数比构成我们身体的细胞总数多10倍,占我们体重的1至2公斤²⁻³。
肠道菌群与我们的身体建立起强大的共生关系,因为后者为前者提供了有利于其发育的环境(湿度、温度、pH值以及生存所必需的营养物质)。作为交换,菌群通过各种细菌因子(例如细菌来源的代谢蛋白和短链脂肪酸)履行一系列对我们身体不可或缺的功能,例如发育我们的免疫系统并保护我们免受某些病原菌和毒素的侵害⁴。菌群还能够从我们身体细胞无法消化的食物(纤维)中产生能量化合物,这一现象有益于我们的肠道细胞,后者随后可利用这一能量来源正常运作⁵⁻⁶。此外,我们的菌群似乎还能影响我们的饮食习惯⁷⁻⁸和大脑⁹。
每个人都有一个独特的菌群,一种细菌签名。事实上,多种因素会影响菌群的组成(宿主的遗传、环境、营养、个体压力水平等)。然而,生活在相同环境中和/或具有某些共同特征的个体,其菌群相似但并不相同。越来越多的研究显示,在某些疾病中,我们肠道特定部位正常存在的细菌数量或种类发生了变化。这被称为肠道菌群失调。它存在于代谢紊乱中,例如肥胖症¹⁰、厌食症¹¹、癌症¹²、动脉粥样硬化¹³、慢性炎症性肠病¹⁴、自闭症¹⁵等。
肠道细菌曾是胃肠病学和营养学等医学专科中的“穷亲戚”,如今正被越来越多地研究,以了解其对宿主的生理作用,并揭示它们在特定疾病出现和维持中的影响。
参考文献
- Palmer, C., Bik, E. M., DiGiulio, D. B., Relman, D. A. & Brown, P. O. 人类婴儿肠道菌群的发育. PLoS Biol. 5, e177 (2007).
- Delzenne, N. M., Neyrinck, A. M., Bäckhed, F. & Cani, P. D. 针对肥胖症靶向肠道菌群:益生元和益生菌的作用. Nat. Rev. Endocrinol. 7, 639–646 (2011).
- Ley, R. E., Peterson, D. A. & Gordon, J. I. 塑造人类肠道微生物多样性的生态和进化力量. Cell 124, 837–848 (2006).
- Francino, M. P. 肠道菌群与免疫健康的早期发育. Pathog. Basel Switz. 3, 769–790 (2014).
- Reinhardt, C., Reigstad, C. S. & Bäckhed, F. 婴儿期肠道菌群及其对肥胖的影响. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 48, 249–256 (2009).
- Nicholson, J. K. 等. 宿主-肠道菌群代谢相互作用. Science 336, 1262–1267 (2012).
- Breton, J. 等. 肠道共生大肠杆菌蛋白在营养诱导细菌生长后激活宿主饱腹感通路. Cell Metab. 23, 324–334 (2016).
- van de Wouw, M., Schellekens, H., Dinan, T. G. & Cryan, J. F. 微生物群-肠-脑轴:宿主代谢和食欲的调节器. J. Nutr. 147, 727–745 (2017).
- Lach, G., Schellekens, H., Dinan, T. G. & Cryan, J. F. 焦虑、抑郁与微生物组:肠道肽的作用. Neurother. J. Am. Soc. Exp. Neurother. 15, 36–59 (2018).
- Gao, R. 等. 从健康年轻患者到超重和肥胖患者序列中肠道菌群的失调特征. Obes. Silver Spring Md 26, 351–361 (2018).
- Mörkl, S. 等. 神经性厌食症住院患者与运动员、超重、肥胖及正常体重对照者的肠道菌群和身体组成. Int. J. Eat. Disord. 50, 1421–1431 (2017).
- Ma, H. 等. 微生物与结直肠癌的相关性:谷甾醇通过促进肠道菌群产生短链脂肪酸诱导肿瘤凋亡. Apoptosis Int. J. Program. Cell Death (2018). doi:10.1007/s10495-018-1500-9
- Al-Rubaye, H., Perfetti, G. & Kaski, J.-C. 微生物群在心血管风险中的作用:关注三甲胺氧化物. Curr. Probl. Cardiol. (2018). doi:10.1016/j.cpcardiol.2018.06.005
- Yu, L. C.-H. 炎症性肠病和结直肠癌中的微生物群失调和屏障功能障碍:探索一个共同基础假说. J. Biomed. Sci. 25, 79 (2018).
- Hughes, H. K., Rose, D. & Ashwood, P. 自闭症谱系障碍中的肠道菌群和失调. Curr. Neurol. Neurosci. Rep. 18, 81 (2018).
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