年轻与健康,可以源自内“菌”
2022-04-09
长久以来,人们一直期望能延缓,甚至逆转衰老。随着年龄增长,各种各样的致病微生物加大频率折磨我们。为了抵御这些病原体,人体集结了另一些微生物“卫兵”,它们大量存在于肠道中。我们“喂养”它们,以此來换取它们的“服务”。但随着我们一天天老去,这些肠道微生物帮助机体对抗疾病的有效性变得越来越差。
基于这一现象,有科学家开始推测:人类年轻与健康的秘密可能和人体本身无关,其关键可能在于和人体互惠互利的肠道微生物。
早在你出生前,你的肠道微生物组就已开始发育。母亲的子宫本被认为应是无菌的环境,但最近有研究显示,子宫中存在某些细菌和真菌,它们会在胎儿发育的过程中进入胎儿体内。胎儿出生时,在经过产道时会接触到更多来自母亲身体的微生物。其他的一些早期的“殖民”微生物则来自周围环境,尤其是来源于饮食。在另一项让人意外的发现中,科学家在母乳中也找到了独特的微生物组。
婴儿的肠道微生物主要由以乳糖为食的微生物(多为乳酸菌和双歧杆菌)构成。在婴儿的食物由流食向固体食物过渡时,这两种细菌会逐渐被另一些细菌取代(如果后来的饮食中仍包含乳制品,那么仍会有少量的乳酸菌和双歧杆菌遗留下来)。在取代乳酸菌和双歧杆菌的细菌中有两种数量比较多,一种是以膳食纤维为食的厚壁菌,另一种是以糖类和脂肪为食的拟杆菌。
在人漫长的一生中,肠道微生物的细菌种类和数量不会一直保持不变。随着人体发育和衰老,拟杆菌的数量会大幅增加,这是全球快餐文化流行导致的结果之一(快餐中通常有大量的碳水化合物和脂肪)。另外,在童年时接受抗生素治疗也会大大削弱体内微生物组。尽管受伤的微生物组会随着时间慢慢恢复,但小鼠实验证明,再次形成的微生物组的多样性可能再也不如从前那么丰富,而这种多样性的减少被认为和糖尿病、炎症的易感性以及过早死亡有关。
当我们处于青春期时,肠道微生物就会迎来另一次大变化,开始在不同性别中表现出差异。这一差异出现的时间表明,导致这一差异的因素就是性激素。一方面,男性在进入青春期后所分泌的睾酮水平很稳定,这似乎有利于维持肠道微生物构成的稳定性。另一方面,女性在进入青春期后所分泌的雌激素水平不时会有波动,因此她们的肠道微生物的多样性更加可变,也更丰富。这样的差异可能产生更深层次的影响。越来越多的研究人员认为,肠道微生物群会影响大脑和情绪,这能解释为什么男性和女性在精神病学方面有不同的表现。例如,抑郁症在女性中更常见,而自闭症在男性中的发病率则高得多。
撇开性别不谈,微生物多样性似乎还是影响寿命和健康衰老的关键因素。2021年,一项有9000名成年人参与的研究得出结论,随着年龄增长,人体肠道微生物群的多样性往往会越来越高,每个人的肠道微生物群也会越来越独特。然而,只有健康状况良好的人在过了80岁后仍能保持这一趋势。科学家经过分析发现,在健康状况良好的情况下老去的人们中,微生物群中包含的拟杆菌属细菌较少,阿克曼氏菌和克里斯滕森氏菌更多,而这两者都和降低炎症反应、更好地代谢糖类和脂肪以及塑造精瘦型的体形有关。
上面这些发现,与近年来其他一些揭示肠道微生物多样性和健康、衰老机制的研究结果不谋而合。比如,韩国乡下有不少长寿老人,和普通人相比,他们的肠道微生物更多样化,且厚壁菌与拟杆菌的数量之比也更大。而且,那些生活仍能自理的百岁老人与需要人照顾的老人相比,前者的肠道微生物多样性更加复杂。
目前虽然已能确认一些与健康、衰老相关的肠道微生物,但科学家尚未弄清它们是怎样延长人的寿命并提高生活质量(好的生活质量指机体功能健全,生活能够自理)的。有一种主张认为,这得益于一些对人体有益的微生物,而肠道微生物多样性有利于人体获得更多的有益微生物。
2021年6月发表的一项研究称,科学家在一位健康状况良好的百岁老人体内发现了大量根瘤菌。根瘤菌以胆汁为食。胆汁是肝脏生产的一种“清洗剂”,食物中的脂肪必须经过胆汁的分解才能被机体吸收。大部分胆汁都会被机体循环再利用,但根瘤菌会把一部分胆汁转化为次级胆汁酸,而次级胆汁酸是一种抗体,它的存在能降低被病原体(包括一些已产生耐药性的病原体)感染的概率。
保持良好的肠道微生物平衡,还有助于保护人体随年龄老化的肠道。一个健康的肠道微生物群不仅是一个可复原的生态系统,而且能在病原体在触碰机体的第一道防线时就将其消灭。但病原体偶尔也能打破肠道微生物群的平衡,进而损伤肠黏膜。如果发生这种情况就糟了。因为病原体可能穿过肠黏膜进入血液循环,随心脏跳动被泵入全身各处,对各组织器官造成伤害并引发炎症。一旦被感染或发生食物中毒,机体就随时都面临着以上威胁。因此,人活得越久,这种情况发生的概率越大。要降低其发生概率,建立良好的肠道微生物平衡很重要。
一项对中国的健康百岁老人的研究表明,这些老人的肠道微生物似乎增强了他们对炎症的反应能力。炎症是机体免疫系统在面对外界物质入侵时所产生的反应。然而,炎症反应往往是一把双刃剑,因为我们需要它既要做到快速消灭并清理病原体,又要它做到在“排除异己”后立即停止行动,以免伤及周围的组织。随着人一天天老去,免疫系统越来越难以精确地控制炎症的发生和停止。尽管我们越来越重视肠道微生物群对人体和大脑的影响,但科学家目前仍在探究:一个良好的肠道微生物平衡,对免疫系统的运行和调控到底起到了什么作用。
炎症是许多和衰老有关的疾病的根源,这些疾病包括糖尿病、心脏病、癌症和痴呆症。而发炎又与失衡的肠道微生物群有关联。但这并不能说明肠道微生物群就是导致炎症的原因。科学家用菊粉(膳食纤维,富含益生元,可提升“明星细菌”阿克曼氏菌的数量)喂养中年小鼠后14周,发现小鼠大脑中的微胶细胞(一种免疫细胞,在炎症损伤神经后会肿大并产生移动性)缩小了,且稳定下来不再四处移动,同时炎症也消退了。
一项新研究进一步巩固了肠道微生物和健康衰老之间存在关联的说法。研究者通过粪便移植,把年轻小鼠的肠道微生物引入老年小鼠体内,结果老年小鼠产生的变化和被菊粉喂养的中年小鼠类似,即脑部炎症消退,微胶细胞缩小并稳定下来。不仅如此,他们还得出另一些有趣的结果:小鼠大脑中的海马体(和记忆處理、压力应对相关的关键区域)的结构也有所改变。与之对应,这些老年小鼠在完成和学习、回忆有关的任务时的确表现得更好。由此,研究者得出结论:将年轻小鼠的粪便移植给老年小鼠,的确能让后者“返老还童”。虽然这一结论目前只适用于小鼠,但不可否认的是,微生物确实可以为大脑的健康衰老保驾护航。对人类来说的好消息是,我们或许也能通过改造肠道微生物群,来减小甚至逆转岁月的摧残。
看来,微生物群靶向干预在未来可能成为保持大脑年轻、健康的重要手段。但这还有很长的路要走,因为小鼠和人类在大脑结构上差异巨大,所以在小鼠身上得出的结论不能照搬到人类身上。而且,接受移植者体内的微生物“原住民”会抵制外来微生物,所以移植的微生物往往也无法在接受者体内永久留存。
其他一些研究已经证明,粪便移植对蠕虫、苍蝇和鱼也有返老还童的效果。相反,如果把老年动物的粪便移植到同种年轻动物体内,年轻动物就会表现出认知力下降。目前针对人体中是否存在这种因果关系的研究很少,但有研究显示,如果把抑郁症患者的粪便移植到小鼠体内,小鼠也会表现出类似抑郁的行为。
把抑郁症患者的粪便移植到健康小鼠体内,结果健康小鼠也表现出抑郁行为
尽管粪便移植能给接受者带来潜在的好处,很多人对此还是抱观望态度。幸运的是,除了粪便移植外,还有一些方法能改善个体的肠道微生物群。不止一项研究表明,膳食能够改变肠道微生物群。科学家希望这一发现在未来能促使食品生产商减少生产会导致老年人认知能力下降的食物。目前已知食用某些食物有助于形成充满活力的健康菌群,这些食物包括蔬果、发酵食物和鱼类等。
由衰老导致的疾病一直是全球医学领域研究的热点,但先前的研究基本都没有对肠道微生物群给予足够重视。虽然影响衰老的因素不只是肠道菌群,拥有健康的肠道菌群不一定能保证“长生不老”,但至少能让我们在探索怎样活得更久、更健康的道路上前进一步。