饮食习惯及微生物的临床新见解

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人体内的微生物不仅由细菌组成,还包括古生菌、真菌和病毒,这些微生物在不同的器官之间变化很大。特别是在肠道中,微生物是极其密集和种类繁多的,大约有1011种不同类型,每克粪便有超过103种不同的物种,其基因总量大约是人类基因组的100倍。在肠道微生物区系水平上识别和研究的四个主要的“门”是放线杆菌、细菌、变形杆菌和类杆菌。它们与生物体处于共生关系,具有多种功能,既有营养功能,如食物消化和有机体的营养生产,又有一定的免疫功能,可调节粘膜免疫并保护免受其他敌对微生物的侵袭。

  

图:饮食推荐(来源于文献)

人体微生物的另一个基本特征是个体间的巨大差异。可由多种因素引起,包括遗传易感性、环境因素、饮食和生活方式。因此,个体的肠道微生物群组成可能会在一生中多次因内在和外在因素而发生变化。人体内部保护性细菌和致病菌之间的失衡会导致一种被称为“生态失调”的状态,这种状态会导致机体的免疫失调,并导致许多疾病的发病。非生物菌群在疾病发病机制中的作用得到了动物模型的支持,在动物模型中,结肠炎或其他疾病的易感性可以通过使用基因定义的疾病小鼠作为肠道微生物区系捐赠者转移到野生型小鼠身上。

在与肠道疾病的不同流行和发病率增加相关的原因中,现代生活方式的根本改变是研究最多的原因之一,例如,抗生素和疫苗的使用增加,医疗保健的改善和寄生虫感染的减少,饮食习惯的改变,冰箱的广泛使用和食品的工业化都是可能的因素。研究发现,在相对发达的国家,人们在生命早期接触到的微生物较少,导致免疫耐受性降低,免疫中介反应更有可能失调。

饮食在微生物区系发育中的作用从生命的最早阶段就开始了,特别是在固体食物的摄入后,这时个体的肠道微生物区系变得越来越稳定,与成年人的微生物区系相似。一些研究还评估了饮食对新生儿肠道微生物区系的影响,并将母乳喂养和配方奶喂养进行了比较,结果显示与配方奶喂养的婴儿相比,母乳喂养的婴儿中双歧杆菌的比例明显更高。

在不同饮食的人群中微生物区系组成的研究中。长期食用富含动物蛋白和脂肪、低碳水化合物的饮食的人群,高类杆菌和低普氏杆菌较为常见。相比之下,动物脂肪和蛋白质含量较低的富含碳水化合物的简单饮食与相反的模式有明显的关联。

微生物区系的另一个重要特征与其对饮食变化快速反应的可塑性有关。可发酵的碳水化合物、蛋白质和脂肪可以调节有益的和促炎的微生物和代谢物(如SCFA)之间的平衡,未被宿主酶消化的营养物质通过细菌的发酵过程在盲肠和结肠中部分降解,纤维发酵的一个重要产物是单链脂肪酸,它在能量调节、宿主免疫、肠道运动和吸收中发挥多因素作用。

肠道微生物区系的调节也可以通过益生菌提供。有人认为益生菌制剂对人体肠道有积极的健康作用,可调节黏膜通透性、神经递质合成、增强免疫系统、阻止病原体进入肠道黏膜表面。尤其是双歧杆菌和乳杆菌能与许多致病菌竞争,并已被证明对许多胃肠道疾病有效,如腹泻(感染性和抗生素相关)、肠炎预防、肠易激综合征、幽门螺杆菌和艰难梭状芽孢杆菌感染。

近年来,饮食、微生物区系和炎症性自身免疫性疾病之间的联系得到了广泛的研究,与环境风险因素相关的炎症性疾病的研究是这其中的重点。目前已经在小鼠身上证明了节段性丝状细菌如何在关节炎和免疫性脑脊髓炎(多发性硬化症的模型)的发展中发挥作用,诱导过度的TH17细胞反应是其最可能的因素。另一项研究表明,口服从脆弱类杆菌中提取的荚膜多糖A,可通过将CD4+初始T细胞转化为产生IL-10的T调节细胞来保护小鼠免受脑脊髓炎的发展。

许多食物和营养素,如牛奶、脂肪、碳水化合物、蛋白质、纤维素、水果和蔬菜,已经作为炎症性疾病(如IBD)的潜在病因进行了研究,但结果没有成功地将局部或全身炎症与特定的食物或食物成分相匹配。然而,最近的系统综述指出,富含动物蛋白的饮食可能起到易感作用,而ω-3多不饱和脂肪酸(n3-多不饱和脂肪酸)对炎症性肠病有保护作用。关于牛奶、水果、果汁和n3-多不饱和脂肪酸在1型糖尿病中的可能作用的研究没有产生显著的结果。相反,对多发性硬化症的研究表明,不良的饮食习惯是主要危险因素,如牛奶、肉类的摄入过量和总能量摄入量过高。 

除此之外,肥胖、代谢综合征和炎症性肠道疾病之间的联系已经被广泛证明。经过研究,白色脂肪组织会释放许多促炎介质,如肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6、瘦素和C-反应蛋白,它们会导致肥胖受试者的慢性、低度全身炎症。特别是瘦素,其是一种调节体重和能量代谢的激素,已经被证明能够在瘦素受体缺陷的小鼠中直接刺激T淋巴细胞增殖和TH1反应,从而通过产生IL-2和干扰素-γ来保护淋巴细胞免受凋亡和促进炎症。

含有大量饱和脂肪、乳制品和精制碳水化合物的饮食,以及较低数量的蔬菜、谷物和纤维,也被证明会增加肥胖、高血压和慢性肾脏疾病等疾病的风险,促进肠道炎症和改变微生物区系组成。此外,这些饮食中含有抗炎和抗氧化特性的微量营养素含量较低,可能也是自身免疫性炎症性疾病发病率上升的主要因素之一。所有这些观察结果只是其中一些原因,为什么肠道生物失调和饮食能在很大程度上参与各种人类疾病的发展,仍然需要进一步的研究。

 

 

参考文献:Nutrients 2020, 12, 2693

 

京东健康互联网医院医学中心

 

作者简介:刘海涛,广州中医药大学,硕士研究生,主修中西医结合消化系统疾病治疗、疾病营养治疗,发表相关论文4篇。

参考来源查看来源
[1] 中国疾病预防控制中心
[2] 中华医学知识库
[3] 世界卫生组织
#肠炎#图文
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