肠道菌

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这几年肠道菌的科研成果越来越多，但是，人类对它的了解至今还只是冰山一角。

博士学位是在中国科学院微生物研究所完成的，研究方向是微生物代谢产物的功能，毕业以后，进入到中国疾控中心的一个研究所工作，从事动物和人类肠道菌相关的研究，

什么是肠道菌，肠道菌群为什么对我们很重要，是哪些因素会影响到肠道菌群，以及有哪些方法可以干预或者是比较有效的，最后对大家之前提出的一些共性的代表性问题进行答疑，

本人也是丁妈的粉丝，之前丁妈团队的文章我都看过，很钦佩他们在科普的能力，普通公众和专业同行，看了以后都觉得很受益，

       肠道菌的定义非常简单，字面理解就是肠道中存在的细菌。当然肠道中还有不少的真菌和病毒，这些不在我们今天讨论的范围以内，我们平常所说的细菌一样，肠道细菌同样是体积很小，以至于肉眼看不到。但是这并不代表他们不存在，相反呢，肠道菌的数量多的惊人，关于肠道菌的准确数量，之前认为是十的四次方，是人体细胞的十倍，现在的最新科学研究表明，可能是人体血液细胞数量的1.3倍左右，而人体粪便的干重中，细菌的比例占到三分之一到二分之一，这个比例是非常吓人的，相当于肉眼可见的粑粑中有一小半都是细菌，或者是细菌的尸体或者代谢物。

我们说的肠道菌，肠道细菌是如何分类的呢，肠道细菌的数量和种类很多，有两种分类方法，一种是比较适合大众理解的，从对人体健康的影响来分类，我们可以分为有益菌，有害菌或者是条件致病菌以及共生菌三大类，有益和有害的代表种，大家平时接触的比较多，比如双歧杆菌，乳酸杆菌都认为是比较典型的有益菌，多出现在酸奶或者是益生菌制剂当中。而大肠杆菌，产气荚膜梭菌或者葡萄球菌等大多出现在食品安全的报道中，其实上面两类的数量加起来一般都不会超过总量的30%，剩下的更多的细菌类群，我们认为是共生菌。这些均平时都自己安静的生活。

肠道菌中，多数的共生菌，平时都是过着自己安静的生活，肠道内环境发生变化，或者是有害菌大肆造反，这些工程均可能才会改变它们的结构和组成方式，最后有害菌占据了更大的阵营，才会导致场面无法收拾，最终导致人类的疾病，另一种分类方法是生物学上的科学分类法，按照。键门，纲目科属种进行分类，

要了解肠道细菌，需要先知道菌群生存的地方，肠道有多重要，在城市里，大家可能觉得大脑是最重要的，毕竟大脑是人体最复杂的器官。但是从进化的角度看，肠道的重要性可能比大脑更重要，为什么这么说呢，因为肠道是比大脑诞生更早的器官，如果缺了肠道的大脑，就没办法吸收营养，自然也就死亡了，但是反过来，没有大脑的肠道却可以独立存活，最好的生物学例子就是蚯蚓。而人体肠道上皮细胞内有大量的神经细胞，高达。1亿个，他们不仅可以独立的思考，还能将各种信号释放给大脑。

  以往的肠道菌研究都是描述性的研究和相关性的研究，描述性的研究就是研究常到群里边都有哪些。细菌的组成，而相关性的研究是发现肠道菌和某种疾病的关联性，这样的关联性研究无法确定到底是肠道菌引起的疾病还是疾病导致的，肠道均出现问题，这样的情况持续到2006年。科学家们首次发现，通过粪菌移植，可以将数组的肥胖问题完全转移到新的速度身上，这才重新打开了肠道菌和疾病因果关系的大门，随着研究结果越来越详实，肠道菌的研究已经从描述性和关联性向因果性和机制性进行转变。

肠道菌群要发挥作用，不只是菌株本身，更多的是他们生成的大量的代谢物，这些代谢物质或好或坏，取决于细菌的种类，单独从不同的方面影响了人类的健康，不管是生理性的还是情绪或者精神方面的。这些代谢物质里面，我们最常听到的有各种短链脂肪酸，神经递质和维生素。

越来越多的研究表明，肠道菌群已经可以作为功能独立的身体器官。比如通过进群的自身的成分和代谢物，参与调控速度的新陈代谢，免疫。内分泌官能，神经等多方面的局部。我全身心的生理过程，从而调控各类疾病，比如我们熟知的肥胖，脂肪肝，糖尿病，心血管疾病，炎症性疾病，精神类疾病和癌症。等等，可以说作为人体的新的一类器官，肠道菌群是牵一发而动全身。

说了这么多疾病，大家印象可能不深，拿一个我们身边的生活举例吧，比如乳糖不耐，牛奶中的乳糖需要乳糖酶来进行分解，缺乏乳糖酶的人，进食牛奶以后会引起腹痛，腹胀，严重的还有恶心，呕吐等症状，乳糖不耐症是一个比较严重的全球问题，中国人的情况可能更严重，大约有90%的人或多或少的都有乳糖不耐的情况，原因就是不少人体内缺乏合成乳糖降解酶的基因，研究表明，当一个人既没有乳糖酶的基因，体内又缺乏专门降解乳糖的双歧杆菌的时候，这样的人喝过牛奶以后就会有不适的症状，如果这个人补充并保证双歧杆菌定植，症状会明显的缓解甚至消失，这就是肠道菌的其中一个作用。

药物效果为什么不一样，药物中很大一部分都是口服用药，药物口服进入人体的消化道后，被吸收进入血液，最终发挥作用，生活中我们常常听到说同样是细菌感染，有些人吃三代头孢管用，还有一小部分人，药物见效慢，或者是药效不明显，这里面除了金水平或者耐药性会有一定的影响以外，更多的可能是肠道菌群的差异导致的，药物吸收和代谢上的差异，一些肠道菌会对进入肠道的。药物成分进行二次修饰，比如加乙酰化的小尾巴，这样药效可能会更好，但是如果你缺乏了某类特定的肠道菌，乙酰化可能就很难进行。自然见效就慢，还有我们常说的毒副作用，有些人吃的药没事儿，有些人连带呕吐。原因可能是个体之间的肠道菌存在差异。

好食物和坏事物是绝对的吗，我们习惯用血糖生成指数，也就是GI指数来评估食物是否容易发胖，或者是对血糖的影响，一种食物的GI数值一般都是固定的，比如香蕉的GI数值是52，对于绝大多数人都是这样的，但是这样不够精准，有些人吃了香蕉之后，血糖生成是比其他人慢，而有些人甚至对蛋糕或者点心之类碳水比较高的食物。血糖相应也会比较小，这就是特定人群体内的肠道菌在发挥作用，肠道菌代谢这些碳水物质比较慢，如果专门监测每个个体的肠道菌情况，配合血糖生成的情况监测，就能够真正的做到个体化营养。这也许是为了营养学的一个方向之一。

进行了肠道菌的检测，他的肠道菌检测结果显示，合成维生素B的肠道菌非常少，他负责消耗维生素B的一些，拟杆菌群种含量很高，这就造成了维生素B合成严重不足，还要被大量消耗，维生素B和维生素D的补充方式是不一样的，维生素D体内无法合成，因此需要通过外界补充才可以。而维生素B呢，正好相反，人体内的一些细菌，比如青春双歧杆菌或者粪肠球菌等细菌。是可以不断的合成维生素B的，如果缺乏这些益生菌，又不爱吃膳食纤维，或者是维B含量高的蔬菜，口腔溃疡容易复发。

大家都知道膳食纤维是好的，对我们人体健康是有益的，而膳食纤维可以分为可溶和不可溶。他们都能促进肠道健康，其中最关键的原因就是膳食纤维的代谢主要是通过肠道菌来完成的，不同的细菌喜欢吃不同的膳食纤维，生成对人有益的代谢产物，短链脂肪酸最常见的有乙酸丙酸丁酸，短链脂肪酸的作用非常多，我也长上皮细胞，提供能量，维持肠道的酸碱平衡，还能抑制有害菌的生存，此外，短链脂肪酸可以改善免疫细胞因子，完善宿主的免疫反应，还可以通过脑-肠轴调节食欲，达到能量平衡。进而对肥胖以及代谢性疾病都有很好的调节作用。

人体的血脂水平比较高的时候，会危及心血管健康。而影响学习的水平的原因包括饮食，遗传因素和肠道菌。

国内比较早进行肠道菌和心血管疾病研究，关联的。是华大金和三菱一医院的团队发起的，他们对218名的动脉粥样硬化患者和187名健康人的肠道菌进行了大规模的病例对照分析，发现动脉粥样硬化的人群。有较为一致的菌群结构变化，比如有害的肠道肠杆菌科，链球菌属风度都会显著增加。而有益的菌群，比如柔嫩梭菌显著的减少降低。

我们发现有一些人不胖，但是血脂指标含量不低，研究发现，这些人常到群里边含量较高的有害菌，比如。克雷伯杆菌，肺炎链球菌，大肠杆菌和金葡菌等，另外，他们的分厂酒精含量也很高，这些均共同的特点，都是能分解食物中的胆碱，生成氧化三甲胺，氧化三甲胺，目前被认为是很多心血管疾病的标识物，也就是说，如果氧化三甲胺的含量高于安全性，这个人你患心血管疾病的风险就会比正常人高很多，因此，肠道菌和代谢物的分析，可以预测预警，心血管疾病，可能有细心的人就会问，如果在遗传，肠道菌这两个因素之间比较。是哪一样对心血管疾病的影响更大呢，其实之前也有研究有结论呢，主要是肠道菌对心血管的影响大概在5%-6%之间，比基因的影响更高一点。

我们现在知道大脑和肠道之间有联系，科学家称为脑肠轴，其实广义上一共有五条信号通路，神经解剖通路是最基础的。肠壁上，有神经细胞负责传送，肠道内吸收，消化以及免疫的信号，上行到我们大脑的中枢。肠壁上的信号上传到我们的大脑中枢丘脑，我们大脑可以接受到肠道的很多信号，举个简单的例子，当我们肠道感觉到吃饱了，那是因为肠道是很自律的器官，它会释放出信号给大脑。告诉他我已经吃饱了，

脑-肠之间还有一个重要的通路是HPA轴，也就是下丘脑垂体和肾上腺轴，人感到压力或者紧张的情况下，会导致皮质醇的大量释放，这样就会影响到我们肠道的应激反应，他会使得肠壁的T细胞释放大量的促炎因子，同时，肠道菌也会释放短链脂肪酸和其他的神经递质，通过我们的血脑屏障，进而会去影响我们的大脑反应，还有一部分炎症因子会通过其他的信号通路，到达皮肤的皮脂腺，这就是引起皮肤痤疮的问题，

影响情绪的关键主要是通过神经地址来完成的，肠道菌每天在肠道里面吃了睡，睡了吃，当然不是白吃白喝。它们会生成大量的代谢产物来报答肠道，给他们提供食物。而这些代谢产物中就包含大量的，会影响到我们大脑功能的神经递质。有大家非常熟悉的5-羟色胺，多巴胺， 5-羟色胺和氨基丁酸，这类的物质。与我们的情绪，睡眠，食欲，生物钟的调节都有非常密切的关系。

大家都知道，盐吃多了可能会引起高血压，按照世界卫生组织每日每人五克的盐标准，咱们国人的盐摄入量其实远远超标了，据报道，在我国，国内口中的山东重盐，重辣的，四川等地，盐摄入都在每人15克每日左右。甚至有的能达到每天25克，但为什么高盐会导致高血压呢，很多人说不清楚。前不久，德国科学家的研究结果可能有助于揭开这个疑惑，他们的研究结果表明，连续一周的高盐摄入就会明显显著升高血压的水平，同时改变肠道菌群的结构，尤其是一些乳酸菌的丰度，断崖式的下跌，数量甚至还不到对照组的5%。如果重新补充乳酸菌，血压就会重新下降，炎症水平也会下降。可见，肠道菌在高血压的问题中扮演非常重要的角色。
想知道你的肠道菌组成，对于现在的测序技术而言，个性化的深度肠道菌检测已经不是难事，市面上已经有不少的测序机构和公司都有相应的检测服务，我知道爹妈的团队也在用基于宏基因组的测序方法进行肠道菌的检测。但是检测出问题如何干预才是很关键，发现问题并且解决它是做科研的先决条件，其实说难也并不难，目前比较认可的菌群干预的方法包括，第一种是饮食结构的调整，第二种是针对性的补充益生菌或者益生元

首先，我们来说，调整饮食结构，如果有肥胖，过敏，挑食或者有住院经历的人群，很可能肠道菌的检测结果会显示进群结构不合理，比如厚壁菌门的比例过高，或者拟杆菌门的比例过高，或者变形菌门的总体含量超过健康人的比例，这时候就一定要考虑优先调整饮食结构，从高热量，低纤维的饮食调整为高纤维，低热量。减少日常猪牛羊等饱和脂肪酸的摄入，改为类地中海式的饮食结构，等高不饱和脂肪酸结构，这样可能尽快地减少隐隐热因子的释放，帮助菌群重新回到正常的水平。
有人可能会问，那么高纤维饮食在健康贡献方面到底有多么大的优势呢，今年12月刚刚在Lancet子刊上发表的一篇研究论文，对三类饮食习惯完全不同的人群，粪便提取物进行检测，结果表明，在高膳食纤维的人群，也就是最上方红色的，这个组，他的短链脂肪酸产出量远远高于下面两类，西方饮食的人群，高膳食纤维的人群的短链脂肪酸，尤其是丙酸和丁酸，这两类脂肪酸都是非常健康的短链脂肪酸，他们的高含量，是对人体的健康有非常大的贡献的。

人体消化道表面积约200平方米，相当于一个网球场的面积，这是我们一道重要的免疫屏障，保护我们免受疾病和污染的侵害。每天，我们都会和成千上万的微生物和消化副产物接触，依靠这道屏障，保证了我们的安全。肠道内容物与身体自身组织区分开，管理营养素的吸收，整体监督寄居微生物种群与免疫系统之间的相互作用。从这些活动和灭杀外来入侵物种方面来看，肠道占免疫系统功能的70%。

为了保持健康，肠道需要仔细的维持与几万亿微生物的共生关系，这些微生物的细胞数是人体总细胞数的10倍。这些微生物种有好的互利共生生物，有坏的病原体，也有随波逐流的中立共栖生物。多数专家认为，一般健康的微生物组约85%，加上中立微生物，加上15%的坏微生物。这些坏微生物可以创作一个动态平衡，从而保持免疫系统收到良好的训练，随时抵抗危险病毒和其他抗原。

每次进食时，肠道中的免疫系统就必须分辨敌我，对营养素，微生物，细菌和小虫做出反应。当肠道被环境中的毒素，营养不足的饮食，压力，药物等因素影响的时候，免疫系统就会不堪重负，防御就会变弱。机会性致病菌就会趁机而入，从而让人体产生疾病。这些坏细菌就会改变肠道内的环境，他们会将益生菌驱逐出去，取代负责产生维生素的益生菌的位置，侵入肠壁，使得肠黏膜上产生孔隙，导致肠道内酸碱平衡改变，和酵母菌过度繁殖。最终，肠道最外层的屏障上皮组织会被削弱。因为正常情况下，上皮细胞间的连接可以起到严密控制闸的作用，防止有害分子渗透到血液中。但是肠壁组织被削弱后，这个闸门就会被打开，保持开启状态的时间延长，使得毒素，微生物和未消化的食物颗粒进入到血液中。