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肠道菌群——一个隐形的“器官”

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人体上有人体有8大系统,每个系统都有独自的器官。


奇善元小课堂

消化系统

口、食道、胃、十二指肠、空肠、回肠、结肠、肛门、胆囊、胰、肝等 

神经系统

大脑、小脑、桥脑、脑干、脊髓及各条神经分支

呼吸系统

鼻、气管、肺

循环系统

心脏及各动静脉分支,脾,淋巴结,胸腺

泌尿系统

肾、输尿管、膀胱、尿道

生殖系统

女性:子宫、输卵管、卵巢、阴道,男性:睾丸、输精管、前列腺、尿道

内分泌系统

甲状腺、胰腺中的胰岛、脑垂体、肾上腺等

运动系统

骨骼、肌肉等 


每一个器官都有自己对应的一个或者多个“事物”要处理,或是内在看到的功能,或是外在看到的功能。而肠道菌群也像器官一样,负责着我们人体内部的一些系统上的运转,《科学》杂志就曾经发表过文章,指出肠道菌群是提供人体营养、调控肠道上皮细胞、先天性隐约的不可缺少的器官。我们应把肠道菌群视为人体的一个器官,它是人体重要的组成部分,影响着人们的体重、消化能力、抵御感染的免疫能力,还能控制人体对癌症治疗药物的反应等功能。


1990年,随着“人类基因组计划”的开展,人类对基因的认知逐渐加深。基因影响着人体的细胞、组织、器官和系统,今天,我们依旧很难改变这与生俱来的“天赋”,但这后天形成的功能“器官”,我们却值得好好说道说道。

肠道菌群,如何在人体内被建立


我们先听个故事,一位选择剖腹产生子的产妇,在剖腹产前1小时,医生将一块无菌纱布置入产妇的阴道,婴儿出生后,立即用沾满阴道分泌液和微生物的纱布涂抹口腔、脸部和身体其他部位。我们说剖腹产破坏了顺产时新生儿与母体产道微生物的接触,通过在出生时对剖腹产婴儿的口、脸及全身擦拭母亲的产道分泌物,帮助重塑新生儿的肠道、口腔和皮肤菌群。

当胎儿出生之后的几天内,细菌通过分娩时阴道物质摄入、哺乳时的口腔摄入以及空气吸入等途径进入新生儿体内,并在肠道内定植,形成新生儿最初的肠道菌群。随着婴儿的成长,肠道菌群的种类结构逐渐趋于稳定,最终形成成熟的肠道菌群。这些微小的生物的群体就这样不知不觉的定居到人体之内,悄无声息的与主人相随一生。


肠道菌群,是个复杂但组织严密的群体


肠道内如此之多的细菌,并非杂乱无序的驻扎在肠道内。相反,对于一个正常人体来说,肠道菌群具有一定的组成结构。据估计,人体肠道菌群可包括500-1000种细菌,不过种类虽多,但各种细菌的数量差别却很悬殊:占细菌总数数量99%以上的细菌是由其中30-40种细菌构成的,其他多种细菌则只占到很小的比例。目前,已经鉴定出的细菌类群有百余个,包括拟杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌、芽孢杆菌、肠球菌、肠杆菌等。这些细菌根据其在肠道内不同的生理功能被分为三大类:共生菌、条件致病菌和病原菌。

所谓共生菌,故名思议,它和我们人体是互利共生的关系。简单的说,就是人体为细菌的生活提供生存场所和营养,而这些细菌则为人体产生有益的物质和保护人类健康。前面说到的双歧杆菌、乳酸菌、拟杆菌等,就是共生菌的典型例子。共生菌一般都是专性厌氧菌,从数量上说它们占据了肠道菌群所有细菌数量的99%以上,是肠道菌群的主体。

条件致病菌在肠道菌群内数量较少。它们从功能上来说是肠道内的“看客”。在正常条件下,由于大量共生菌的存在,这些“看客”并不容易繁殖开来造成危害。但若在一定条件下任由它们繁殖,那么就会对机体产生不良印象。肠道菌群中,常见的条件致病菌大多是肠球菌、肠杆菌等。


肠道内的还有那么一小撮分子,它们在一般不常驻在肠道内。但是若不慎摄入,则有可能在肠道内大量繁殖,然后兴风作浪,导致疾病。这些就是致病菌。在致病菌的名单中,一些名字可以说臭名昭著,例如引起食物中毒的沙门氏菌、导致腹泻的致病性大肠杆菌等。

从上面可见,正是由于共生菌占据了肠道菌群的主导地位,因此才能抑制条件致病菌不至于变为致病菌,并防止致病菌的侵扰。对于人体来说,维持肠道菌群处于正常平衡状态之中,是保证机体健康的重要一环。若菌群结构发生异常,则可能带来很多潜在健康问题。


肠道菌群,与各类疾病的关联


早期研究中,肠道微生物更多的被认为是和消化、营养作用联系在一起的。譬如,肠道菌群通过发酵产生短链脂肪酸和维生素K供人体吸收,同时也促进钙、镁、铁等也可通过肠道菌群被重新吸收。然而随着研究的深入,人们逐渐发现,肠道菌群不只在消化过程发挥作用,它和人体健康有着极为密切的联系。

首先,肠道菌群的存在能通过自身屏蔽和影响机体免疫系统,阻止病原菌入侵人体。肠道内壁,是人体和外界环境接触面积最大的地区。肠道菌群附着在肠道内壁表面的粘膜层之上,构成了一层由细菌构成的屏障。就如同前文所说,肠道菌群通过其中占主导作用的共生菌的活动,抑制致病菌的生长,同时阻止致病透过这层屏障进入人体。在进行被动防御的同时,肠道菌群可以刺激机体在肠道形成更多的淋巴器官,并增加免疫球蛋白在血浆和肠粘膜中的水平,使得免疫系统处于一种适度的活跃状态,以此对入侵体内的病原菌保持有效的免疫作用。而肠道菌群的失调,则可造成免疫系统的过度活跃,从而产生自体免疫疾病。


其次,肠道菌群对肠道自身具有调节和营养作用。有报道显示,肠道菌群的存在,尤其是其产生的短链脂肪酸(丁酸、丙酸等)的营养作用,可以使得肠道上皮细胞的生长更为活跃。相比于无菌肠道,具有正常肠道菌群的肠粘膜绒毛下侧会产生更多的可分泌粘液和酶的组织——隐窝,同时肠粘膜细胞更替更为迅速。此外,肠道菌群还可调控肠粘膜上皮细胞的分化。这意味着,具有正常的肠道菌群可以使得肠粘膜更快的修复其破损。

再次,近几年的太多研究表明,肠道菌群和人体的代谢疾病具有重要关系。肠道菌群失衡可能是造成肥胖、糖尿病等多种多种代谢异常的重要原因之一。造成代谢异常的主要原因,是失衡的肠道菌群产生的脂多糖等内毒素进入人体,被免疫细胞识别后产生多种炎症因子,使得机体进入低度炎症状态,从而产生代谢异常。例如,若长期进食高脂、高糖食物,可造成肠道菌群中条件致病菌比例增加,而共生菌比例下降,从而使得食物中摄取的能量更容易转化为脂肪累积于皮下,造成肥胖。此外,低度炎症还能促使机体对胰岛素相应程度下降,造成胰岛素抵抗,进而发展为糖尿病


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