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首都科学讲堂499期——《对话肠道微生物》

发布于2017/08/02

    现代人们生活节奏日益加快,生活压力逐步增大,食而无味、饮食不调,长期累积下来,直到肠胃和身体都发来红色警告,才开始想要爱护肠胃。但当真正面对琳琅满目的“绿色食品”和保健食品时却又眼花缭乱,不知道从何入手。本期首都科学讲堂邀请到了军事医学科学院放射与辐射医学研究所研究员、蛋白质组学国家重点实验室副主任张成岗先生,让他来和我们一起对话肠道微生物,聊聊健康那些事。

  想要对话肠道微生物,首先要了解什么是肠道微生物

  要知道肠道微生物这个庞大群体并非与生俱来的,因为胎儿在子宫里是处于无菌状态的,但胎儿出生后,伴随第一次呼吸、第一口乳液、第一嘴辅食,形成了肠道菌群的始祖,随后队伍不断壮大,最终形成稳定的菌群构成,从此开始与你有数不清的瓜葛。

  肠道微生物的种类都有哪些

  肠道菌群构成复杂,种类多样,可分为三种类型:第一种是共生菌群,主要有拟杆菌、梭菌、双歧杆菌、乳酸杆菌,很多益生菌产品,说的就是后两者。这些细菌占到了肠道菌群的99%以上,与人体形成良好的合作关系,它们与健康的机体环境密不可分。第二种是条件致病菌群,主要有肠球菌、肠杆菌等。这些家伙数量不多,但如果共生菌群被破坏了,这些菌群就会引发多种肠道疾病。第三种是致病菌群,比如沙门氏菌、致病大肠杆菌等,它们是健康的破坏者。它们本不属于肠道,一旦被误食进入肠道,就会兴风作浪,导致腹泻、食物中毒等病症。

  肠道微生物能帮人体做什么?

  首先,也是最重要的,帮助人体“吃饭”。

  吃饭与消化吸收完全是两码事。人类最主要的消化器官就是肠道,可以理解为:东西从嘴里进,但要先被肠道细菌分解,人体才能吸收。共生菌群特别擅长分解复杂纤维和多糖,然后把分解后的葡萄糖、维生素、脂肪、微量元素,作为“房租”交给肠道,供人体吸收。

  共生菌群还可直接帮助消灭致病菌。

  共生菌作为肠道数量最多的霸主,决不允许其他致病菌擅自侵占地盘,第一时间就会通过“菌群数量”优势,压制致病菌势力,在保护自己家园的同时,也保护人体健康,调节生理活动。

  正常的肠道菌群,为了改善自己的居住环境,会将分解的短链脂肪酸滋养肠壁细胞,促进肠壁细胞的生长和更替,还能促进肠壁分泌更多的消化酶。同时,还能调节肠粘膜的生长。

  肠道菌群,或者说共生菌群,不是住在你的肠道白吃白喝的,而是与你的健康休戚相关,没有一定数量和稳定的菌群,吃再多的营养品都很难吸收。

  不要小瞧了这些肠道微生物,因为……

  众所周知是大脑在控制人们的内心和思想。但中西方语言中这两个魔性的短语,却在冥冥中暗合了现代科学研究带给我们的颠覆性认识,即:至少有一部分大脑功能是受肠道及微生物控制的!

  虽然在人体自身的实验数据还非常有限,但科学家已经把焦虑、抑郁、自闭、精神分裂、神经退行性疾病等跟肠道和微生物联系在一起了。

  研究者未公开发表的实验表明,把炎症性肠病(IBS)患者粪便里的细菌分离出来,转移到小鼠肠道里,这些小鼠表现出焦虑的行为,而转移了正常人细菌的小鼠一切正常!

  2013年,美国加州理工学院Mazmanian实验室的研究人员Paul Patterson和同事们发现,在一些有自闭症症状的小鼠肠道内,脆弱拟杆菌比正常小鼠低很多,这些小鼠表现得更为紧张、反社交性并且有肠道疾病症状。令人惊喜的是,向这些小鼠喂食脆弱拟杆菌,竟然反转了自闭症状!

  2011年,瑞典卡罗林斯卡医学院的科学家发现,无菌小鼠大脑中纹状体里血清素明显缺乏,而这正是关系到小鼠是否更焦虑的大脑部位。

  所以,我们的情感、情绪甚至心理表达,不再单是依靠大脑的命令,也要听从肠道的指挥。

  除此之外,什么还受肠道微生物的影响呢?

  好细菌在,血清素就是多。美国加州大学洛杉矶分校的Elaine Hsiao在2015年发现,一些特定的细菌代谢产物会促进肠道上皮细胞分泌血清素!如果将一些梭菌转到无菌小鼠肠道里,就能看到它们分泌更多血清素;而如果用抗生素处理正常的小鼠,它们体内的血清素水平会降下来。

  短链脂肪酸,血脑屏障更强健细菌的代谢产物。如丁酸等短链脂肪酸,会通过让细胞间的连接更加紧密来加强血脑屏障的功能。而在2015年,德国科学家还发现,短链脂肪酸能促进大脑小胶质细胞的发育和生长,这更增强了大脑的免疫防疫功能。神经髓鞘形成也受肠道菌群影响肠道微生物也会影响髓鞘形成,这是帮助神经纤维产生绝缘效应至关重要的脂类屏障。

  在阿尔茨海默病患者脑中发现真菌细胞及菌丝。西班牙马德里分子生物学中心路易斯·卡拉斯科和他的研究团队使用显微镜和抗真菌抗体,检查了11位生前患有阿尔茨海默病的患者和10位对照组人员(生前没有患阿尔茨海默病)的脑组织样本。研究人员发现,所有阿尔茨海默病患者的大脑中都有真菌细胞和其他真菌物质,但是对照组人员的大脑中没有一例发现真菌。研究人员同时发现阿尔茨海默病患者的血液样本中存在真菌大分子物质,例如蛋白质和DNA。研究人员指出,每个阿尔茨海默病患者体内的真菌形态都略有不同,说明患者体内原本的真菌物种可能各有不同。

  怎样调整我们的肠道微生物呢?

  从目前的研究来看,保持足够的膳食纤维摄入、让肠道微生物发酵出更多的短链脂肪酸,对维持身体血清素等分子的水平非常关键。所以,吃货要想心情好,要首先确保吃足量的膳食纤维。

  肠道菌群在与人体的长期磨合中,也形成了自己固定的生物钟和食谱。很多年轻人起居不规律,动辄通宵熬夜;饮食不规律,饥一顿饱一顿,喜尝新奇食物。长期下来,肠道菌群势必失调,引发多种疾病。

  多吃蔬菜、杂粮等富含纤维素的食物,既喂饱了肠道菌群,也能为身体提供多种维生素和微量元素;而长期大鱼大肉、高热高脂饮食,既不利于肠道菌群生长,也增加自身罹患“三高”的风险。

  多进食一些富含益生菌的发酵食物,在一定程度上也能壮大肠道共生菌群的队伍。

  肠道微生物与减肥

  肥胖、吃饭的原理:饥饿源于菌群。我们提出并发现“饥饿源于菌群”,并证明通过喂饱菌群,即可让人体消除饥饿感,只喝水、不吃饭,可以正常工作生活7-14天——这让我们重新思考医学问题。

  肠道菌群可以调节小鼠的脂肪代谢、降低消耗脂肪的基因的活动、升高合成脂肪的基因的活性、令动物过度合成和积累脂肪。

  每天的饥饿信号,不妨可以理解为“胃肠道菌群”通过赋予人体饥饿感、将人体与外界能量(食物)进行接通的开关控制过程。

  肠道菌群是动物肥胖发生的必需条件,因为无菌动物即使吃高脂饲料也不会肥胖。这是肠道菌群与肥胖研究的开山之作。于是有人提出,人体的饥饿感有可能来自于肠道菌群而不是大脑——肚子饿而不是脑子饿。使用人体不吸收的多糖和膳食纤维“喂饱”菌群,或许可以减少或消除人体的饥饿感。通过控制菌群来控制体重能够使仿真骆驼在沙漠中实现生理性减肥。

  配合精彩的演示,张成岗先生风趣幽默、通俗易懂的演说让讲堂现场不时爆发出一阵阵笑声,本来关于肠道微生物这样微观的前沿科学研究,也在这种轻松愉悦的氛围下被轻易地传播开来,科学不经意间已在耳边生长。

  首都科学讲堂同期实现在北京时间、斗鱼网和京学网的在线直播,据初步统计,本期讲堂有1万多人观看了在线直播。

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