胃腸道微生物和健康的關(guān)系(已修改)
2025-01-29 12:48 本頁(yè)面
【正文】 第十三章 胃腸道微生物和健康的關(guān)系 在西方國(guó)家，由于濫用抗生素和膳食不正常引起的胃腸道微生物菌群的變遷與過(guò)敏癥和哮喘密切相關(guān)。這些微生物菌群（微生物區(qū)系）在粘膜耐受，包括呼吸道的發(fā)育過(guò)程中起著關(guān)鍵性的調(diào)節(jié)作用。應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的是這些微生物在胃腸道發(fā)育、免疫應(yīng)答和炎癥性胃腸道疾病發(fā)生過(guò)程中所起的作用。本章將主要概述胃腸道微生物在進(jìn)食以后的發(fā)酵過(guò)程和功能，微生物系統(tǒng)對(duì)胃腸內(nèi)腔中的過(guò)敏原（變應(yīng)原）免疫耐受，并提出一個(gè)問(wèn)題：胃腸道微生物是免疫系統(tǒng)的重要調(diào)控者嗎？ 第一節(jié) 腸道微生物菌群和變應(yīng)原 在發(fā)達(dá)國(guó)家，過(guò)敏性呼吸道疾病的發(fā)病率比過(guò)去四十年有了顯著的提高。在美國(guó)、加拿大、英國(guó)、愛(ài)爾蘭、新西蘭和澳大利亞等地， 13~14歲的兒童普遍患有此類(lèi)疾病，而且發(fā)病率高達(dá) 22%~32%。然而，在過(guò)去的四十年中，哮喘病的發(fā)病率在發(fā)展中國(guó)家并沒(méi)有多大變化。根據(jù)現(xiàn)在哮喘病發(fā)病范圍的不同（發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家），哮喘癥發(fā)病率的增加，會(huì)出現(xiàn)兩種不同的發(fā)展趨勢(shì)，這就表明了生活環(huán)境的變化是哮喘病發(fā)展的重要因素。這些觀察結(jié)果，最終引發(fā)了關(guān)于過(guò)敏病和哮喘癥的“衛(wèi)生假說(shuō)”，這一假說(shuō)認(rèn)為：如果在生命的早期缺乏微生物刺激，那么在接下來(lái)的生命中會(huì)導(dǎo)致對(duì)無(wú)害抗原產(chǎn)生異常的免疫應(yīng)答。然而，關(guān)于這一假說(shuō)有兩種可能的解釋?zhuān)谖鞣絿?guó)家中，濫用抗生素或飲食習(xí)慣的不同都有可能導(dǎo)致胃腸道微生物菌群的漲落和變遷，而這種變化會(huì)破壞免疫耐受的發(fā)展機(jī)制。包括關(guān)于發(fā)達(dá)國(guó)家濫用抗生素與哮喘癥和 /或過(guò)敏癥之間的關(guān)系，以及微生物菌群的漲落與變遷和過(guò)敏癥發(fā)生之間的關(guān)系等很多資料都支持這種關(guān)于“微生物系統(tǒng)漲落與變遷”的解釋。無(wú)菌動(dòng)物在免疫應(yīng)答發(fā)生過(guò)程中顯示出很多缺陷和不足，所以抗生素誘導(dǎo)胃腸道微生物菌群發(fā)生漲落和變遷是哮喘發(fā)病的一個(gè)重要因素。 一、 抗生素、膳食以及嬰幼兒飲食對(duì)腸道微生物的影響 抗生素 抗生素對(duì)腸道微生物的下游效應(yīng)依賴于幾種藥理學(xué)變化。然而，腸道微生物定植抵抗能力（由伺機(jī)性病原菌抵抗定植）的缺乏是由大多數(shù)抗生素治療所產(chǎn)生的一種常見(jiàn)的副作用。在人和動(dòng)物模型中，抗生素治療會(huì)導(dǎo)致有益厭氧菌（例如，雙歧桿菌屬、乳酸菌和類(lèi)桿菌屬）的長(zhǎng)期減少而增加一些潛在的有害微生物的繁殖（例如，革蘭氏陰性需氧菌、厭氧病原菌、難辨梭狀芽孢桿菌和白色念珠酵母菌）?？股刂委熯€能夠降低短鏈脂肪酸的水平，長(zhǎng)期的抗生素治療能夠?qū)е?16srRNA微生物指紋圖譜發(fā)生顯著變化，指紋圖譜的變化能反映微生物構(gòu)成的變化。 膳食 宿主與微生物通過(guò)營(yíng)養(yǎng)交換表現(xiàn)它們之間的共生關(guān)系。宿主為微生物提供生存的微環(huán)境和養(yǎng)料，微生物生產(chǎn)一些有益的次生代謝產(chǎn)物，如維生素和短鏈脂肪酸作為交換。 20世紀(jì)前葉，科學(xué)家致力于研究膳食對(duì)微生物的影響，這主要受益于益生菌理論的提出者梅奇尼可夫（ Eli Metchnikoff）的觀點(diǎn)的普及。這些早期的研究表明嚙齒動(dòng)物腸道菌群的構(gòu)成會(huì)隨著膳食的改變發(fā)生急劇的變化。進(jìn)食營(yíng)養(yǎng)豐富的狗會(huì)抑制耐藥微生物的恢復(fù)，這一點(diǎn)已經(jīng)得到了證實(shí)?，F(xiàn)在大部份研究都集中在尋找一種優(yōu)質(zhì)有效的飲食碳水化合物。益生元碳水化合物，像菊粉和低聚果糖，能刺激雙歧桿菌的生長(zhǎng)，反之，果糖等單糖能刺激大腸菌群和好氧微生物的生長(zhǎng)。因此，宿主的膳食組成決定了微生物的物種組成以及它們的代謝活動(dòng)，這跟不同的物種需要生長(zhǎng)在不同的培養(yǎng)基上是同樣的道理。 嬰幼兒飲食 一個(gè)世紀(jì)以前，科學(xué)家作了關(guān)于這方面的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)飲用母乳和飲用牛奶的嬰幼兒胃腸道內(nèi)微生物的組成存在差異。這個(gè)結(jié)論是通過(guò)對(duì)不同時(shí)期嬰幼兒胃腸道中微生物的定植情況進(jìn)行觀察而得出的，并且得到了反復(fù)印證。兩種飲食攝生法的最大差別是，飲用母乳的嬰幼兒微生物的主要組成為乳酸菌，而飲用牛奶的嬰幼兒腸道微生物組成卻有所不同，主要是厭氧細(xì)菌和需氧細(xì)菌的混合物，推測(cè)這和母乳中的抗體組成和細(xì)胞因子組成有很大關(guān)系，當(dāng)然也與其蛋白質(zhì)和各種營(yíng)養(yǎng)有關(guān)。近來(lái)的研究主要集中在微生物群體對(duì)腸道發(fā)育的影響，以及免疫系統(tǒng)如何適應(yīng)胃腸道中微生物的存在。研究的重點(diǎn)是腸道微生物在引發(fā)炎癥性疾病中的作用，例如炎癥性腸疾病和關(guān)節(jié)炎。本節(jié)著重論述在接受外源性抗原刺激時(shí)，腸道微生物在維持黏膜免疫耐受中所起的作用。 二、正常微生物菌群：特點(diǎn)和發(fā)育 胃腸道管中微生物定植的過(guò)程會(huì)導(dǎo)致一系列的生態(tài)演替，最終導(dǎo)致穩(wěn)定的微生物菌群（微生物區(qū)系）的建立，這個(gè)穩(wěn)定的微生物菌群對(duì)不同的個(gè)體具有唯一性。穩(wěn)定的微生物群體由固有種（永久成員）和外來(lái)種（從外來(lái)物種暫時(shí)獲得的短暫定居者）組成。這種微生物菌群由 400~1000個(gè)種組成，大約有 60%的微生物在胃腸道以外的環(huán)境是不可
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