腸道菌群的秘密
人體微生態系統包括口腔、皮膚、泌尿、胃腸道四個微生態系統。以腸道微生態系統最為主要、最為複雜。
目前,科學家們通過大量試驗提出腸道微生物代表人「第二腦」的功能·腸道擁有比脊柱或中樞神經系統更多的神經元,但長期被誤以為僅控制消化和蠕動。 腸神經系統通過迷走神經直連頭腦,即腸-腦軸【1】,90%的神經纖維負責將信息從腸道傳播到頭腦。 腸腦負責向頭腦遞送全身所需95%的五羥色胺和50%的多巴胺。
因此,腸道微生物的組成改變可以通過菌-腸-腦軸影響動物的心理和行為。
相繼的實驗開展
發現了腸道菌群更多的秘密
脫髮
研究者選取小鼠為實驗對象,實驗開始時,他們給有菌和無菌兩組小鼠分別提供了含和不含生物素的飲食,但並沒有看到脫髮的表現。然後他們重複了這一實驗,只是這次不同的是,他們給老鼠服用了長時間的抗生素來破壞腸道菌群的平衡。正如預期的那樣,他們發現腸道菌群在抗生素治療後失衡,而小鼠也很快便出現了輕度脫髮現象【2】
而當他們用乳酸菌餵養體內無細菌的小鼠時,他們發現脫髮現象變得更加嚴重,小鼠變得幾乎完全禿頭。
隨後,他們進行了對照試驗,給正常小鼠和體內無細菌小鼠餵食正常水平的生物素,但添加了乳酸桿菌,這些小鼠完全沒有脫髮。結果足以證明,腸道菌群失衡後增添的乳酸桿菌是脫髮重要因素。
多發性硬化症
腸道微生物組的變化改變了實驗形多發性硬化症(MS)小鼠的腦內免疫細胞的活性【3】
研究發現小膠質細胞產生的TGF-α和VEGF-B在CD14+細胞中的表達與多發性硬化病變的分期有關。由共棲菌群產生的膳食色氨酸的代謝產物控制小膠質細胞活化和TGFα和VEGF-B的產生,通過芳香烴受體介導的機制調控星形膠質細胞和CNS炎症的轉錄程序。
確定了微生物代謝物限制小膠質細胞和星形膠質細胞的致病活性的途徑,並抑制中樞神經系統炎症。這一途徑可指導多發性硬化症和其他神經退化類疾病(帕金森病和阿茲海默症等)的新療法。
肥胖
科學家利用小鼠開展了以下研究
在第22天和第35天檢測兩組小鼠的脂肪含量,下圖曲線表明腸道菌群與肥胖存在明顯聯繫。
隨後發現,在肥胖病人的腸內缺乏多形桿狀菌、多歧桿菌等細菌,而這類細菌有防止肥胖的作用。
腸道細菌分解食物,同時釋放各種各樣的物質。多形桿狀菌分泌的為短鏈脂肪酸,它能防止肥胖。
脂肪細胞不斷攝入血流中流動的脂肪是的細胞變大從而導致肥胖,短鏈脂肪酸被腸道吸收,進入血液,遍布全身,能阻止脂肪細胞吸收脂肪,抑制多餘脂肪的堆積,避免肥胖。此外,還能作用於肌肉,燃燒脂肪。
糖尿病
我國華大基因研究院率先進行宏基因組關聯研究(MGWAS))(宏基因組:環境中全部微生物遺傳物質的總和),並研究了345個中國人腸道微生物DNA的深鳥槍測序的兩階段MGAS。鑒定和驗證了大約60000種Ⅱ型糖尿病相關標誌物。明確了中國人群中糖尿病患者與非糖尿病患者在腸道微生物組成的差異,發現Ⅱ型糖尿病腸道微生物中等程度失調、一些通用丁酸丰度降低、各種機會致病原體增加以及賦予硫酸鹽還原等微生物功能的富集【4】。此外,有23個額外個人分析表明,這些微生物相關標誌物可能將用於Ⅱ型糖尿病的分類。
Ⅱ型糖尿病是由於胰島素缺乏引起的疾病。
已有相關實驗發現,病因與短鏈脂肪酸有關。如果短鏈脂肪酸分泌減少,胰島素也會減少,從而導致糖尿病。
腸道菌群其實也不是只會失衡搗亂,通過細菌的分泌代謝物發揮調節作用,對機體也有積極的一面。
除皺
如果你懼怕衰老而來的皺紋,腸道菌群可以幫你一把。
腸道細菌分泌的雌馬酚,一種類似雌激素的物質,能防止老化。
在一項實驗中,67位更年期女性服用雌馬酚並進行跟蹤調查。服用雌馬酚的女性皺紋變淺了。研究認為:腸內細菌分泌的雌馬酚讓皮膚保持彈性,並增加了膠原蛋白,值得一提的是,膠原蛋白對於防止困擾更年期女性的臉色發紅和骨質疏鬆也有效果。
癌症治療
用抗生素的小鼠響應PD1治療的效果大大減少,科學家便對癌症患者的腸道菌群進行了測序。發現癌症患者腸道內所滋養的細菌類型可能會影響宿主患者應對某些治療的幾率【5】
一種叫Akkermansia muciniphila的益生菌對癌症免疫療法有促進作用,口服這種菌的小鼠可以對那些PD1不敏感的小鼠重啟敏感性,能減少使用抗生素的癌症患者出現複發。並且,可以增加CCR9 CXCR3陽性的CD4細胞富集於腫瘤之中。
此外,在測序中發現,益生菌較多的患者,T細胞能更好地穿透腫瘤進行殺傷。
糖尿病治療
如上文所說,增加短鏈脂肪酸能使胰島素增加,因此,增加分泌短鏈脂肪酸菌可治療糖尿病。
美國糖尿病研究公司開發了一種能增加腸道此類細菌的藥物,服用該藥物的患者飯後胰島素含量顯著提高。這種全新的方法能改變腸內生態系統,為糖尿病患者帶去福音。
糞便移植
是一種通過重建腸道菌群來治療疾病的方法。即把經過處理的健康人的糞便液,灌到患者腸道內。操作過程需要通過嚴格的篩選和實驗方案來實施【6】
或許你會疑問,既然移植的是細菌,不就相當於口服益生菌嗎,幹嘛要移植讓人作嘔的大便?
其實大便移植所利用的是大便中的整個菌群,屬於一個獨立的生態,並且大便也是細菌賴以生存的環境,其酸鹼度、裡面含有的一些殺菌酶類對有害菌也有一定的抑制作用,因此移植大便絕不是口服益生菌能代替的。
「
其實,若要追根溯源,最早將糞便用於治療的是中國。
東晉《肘後備急方》中,記載了當時用糞清治療食物中毒和嚴重腹瀉,「絞糞汁,飲數合至一二升,謂之黃龍湯,陳久者佳」,還記載了用動物糞便治療疾病,如「驢矢,絞取汁五六合,及熱頓服,立定」。
中國明代李時珍在《本草綱目》中記載了口服糞水治療嚴重腹瀉、發熱、嘔吐和便秘等疾病。
1958年美國醫生用糞水挽救感染垂死的患者,則是英文文獻記載最早的案例。
」
總的來說
糞便移植能達到治療營養代謝疾病、改善機體免疫力低下、增強屏障保護功能、調整機體能量平衡、輔助治療肥胖和II型糖尿病的功能。
目前已確定FMT對艱難梭菌感染(CDI)具有較好的療效。2012年首項多中心長期隨訪研究表明FMT治療RCDI病人的治癒率高達98%;對重型CDI,84%的病人在首次接受FMT後癥狀獲得緩解,且90d內無複發,複發時92%的病人接受再次FMT治療後仍可獲得治癒。
病因為抗生素的濫用導致腸道菌群紊亂,研究顯示複發型CDI病人腸道內硬壁菌門和擬桿菌門的數量有所減少,而FMT可修復抗生素引發的腸道菌群紊亂,並可持續維持正常菌群結構。
肝性腦病(HE),是指嚴重肝病引起的,以代謝紊亂為基礎的中樞神經系統功能失調的綜合征,其主要臨床表現是意識障礙、行為失常和昏迷。超過40% 的肝硬化患者會出現肝性腦病。
許多肝性腦病患者使用抗生素,其會擾亂腸道菌群,使得患者的肝性腦病進一步惡化。
現在的標準治療方案如乳果糖、利福昔明等能夠改善腸道微生物功能和環境,但效果有限,且肝性腦病反覆發作會導致累積的、不可逆轉的腦損傷。
弗吉尼亞聯邦大學的研究人員對20名肝硬化和肝性腦病(HE)患者進行了研究,他們對其中10名患者進行了糞便微生物群移植(FMT)。實驗發現,接受糞便移植的患者病發數著降低,住院率也得到了降低。
每個人的腸道菌群都不同
與人體健康息息相關
了解它們影響人體的機理後
人類更要與腸道細菌保持動態平衡
合理利用腸道細菌分泌物
維持腸道與各組織器官的正常生理功能
參考文獻
[1] https://baike.baidu.com/item/腸腦
[2] Intestinal Dysbiosis and Biotin Deprivation Induce Alopecia through Overgrowth of Lactobacillus murinus in Mice《Cell Reports》
[3] Microglial control of astrocytes in response to microbial metabolites《Nature》
[4] Qin J, Li Y, Cai Z, et al. A metagenome-wide association study of gut microbiota in type 2 diabetes.[J]. Nature, 2012, 490(7418):55-60.
[5] Bertrand Routy,et al.,Gut microbiome influences efficacy of PD-1–based immunotherapy against epithelial tumors.Science.02 Nov 2017:eaan3706.
[6] https://baike.baidu.com/item/糞便移植/11030397?fr=aladdin
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