人体肠道菌群失衡与慢性疾病关系的研究

杨 洁

郑州澍青医学高等专科学校，河南 郑州 450064

肠道菌群是指居住在人体肠道内的数十万亿的微生物，其中大部分是细菌，还包括真菌、原生动物和病毒。随着医学研究的发展，越来越多的人意识到肠道菌群的重要性[1]。一方面，它们参与食物的消化，可以帮助宿主吸收营养。例如，一些不能被人体消化的复杂碳水化合物，如膳食纤维，可以被肠道细菌分解，产生短链脂肪酸，这些物质不仅为肠道细胞提供能量，还对肠道健康和免疫功能有益。另一方面，肠道菌群还与宿主的免疫系统相互作用，帮助免疫系统识别和清除病原体，同时避免有益菌受到攻击。然而，肠道菌群的平衡被打破会导致一系列健康问题。生活方式、饮食习惯、药物使用、环境因素等都会影响肠道菌群的组成和功能[2]。当有益菌减少，有害菌增多时，会导致肠道屏障功能下降，增加肠道通透性，使病原体和有害物质更容易进入血液，进而引发全身性的炎症反应。这种炎症反应与多种慢性疾病的发生和发展有关，如肥胖、糖尿病、心血管疾病、肠炎、肠癌以及自身免疫性疾病等。因此，本文对肠道菌群失衡与慢性疾病的关系进行研究，希望可以为人们的健康生活提供一定指导。

1 相关概述

1.1 肠道菌群的定义

肠道菌群也被称为肠道微生物群落或肠道微生物组，指的是居住在人体肠道内的微生物总和。这些微生物主要包括细菌，也包括真菌、原生动物、病毒和其他微生物。它们在人体肠道中形成了一个复杂的生态系统，共同维持肠道的健康和功能。肠道菌群的数量和种类是巨大的，总数可达数十万亿，种类多达数千种。这些微生物不仅在数量上占据主导地位，而且在功能上也起到关键作用[3]。

1.2 肠道菌群与慢性疾病综述

近些年来，研究者对肠道微生态的研究取得了令人瞩目的成就。越来越多的数据表明肠道菌群与肠道健康密切相关，同时也与一系列慢性疾病，如糖尿病、高血压、抑郁症等直接相关。

上海交通大学生命科学技术学院的赵立平教授及其团队在研究中进一步证实了肠道菌群对糖尿病所产生的作用。该研究指出，2 型糖尿病（T2DM）的发生与短链脂肪酸（SCFA）的缺乏相关。某些肠道菌群代谢膳食纤维产生的短链脂肪酸可以改善血糖指标，并对2 型糖尿病产生干预作用[4]。这项研究的结果为人们提供了新的认识，即通过膳食纤维来调节肠道菌群的组成，可以促进短链脂肪酸的产生，从而对糖尿病的治疗和管理产生积极作用。2022 年7月，哈佛医学院、麻省理工学院和哈佛大学博德研究所联合的研究团队在《Nature》杂志上发表了一项名为《Akkermansia muciniphila phospholipid induces homeostatic immune responses》的最新研究。该研究揭示了肠道菌群影响机体免疫反应的作用机制。这项研究首次成功连接了一种重要的肠道细菌——黏膜颇尔氏杆菌（Akkermansia muciniphila）、其产生的磷脂分子、相关的信号通路以及生物学表型。这项研究为科学家利用肠道细菌调节免疫系统和提高抗疾病能力而进行的药物开发奠定了基础。此外，肠道菌群代谢会产生短链脂肪酸，使结肠细胞能够利用这些短链脂肪酸，从而起到预防炎症、增加营养吸收能力的作用[5]。口服益生菌制品可降低肠道菌群内壁菌门与拟杆菌门的比值，纠正菌群紊乱，降低血压[6]。

2 肠道菌群失衡与慢性疾病的关系

2.1 肠道菌群失衡与肥胖、糖尿病的关系

肠道菌群的组成和功能与宿主的能量摄取和储存、脂肪组织的炎症以及胰岛素敏感性等都有关联。肥胖个体体内肠道菌群的组成往往与健康个体存在显著差异，特定的细菌种类有增多的风险，而有益的细菌种类则会相对减少。这种失衡会导致个体对食物中能量的摄取增加，同时促进体内短链脂肪酸的产生，进一步影响脂肪储存和能量代谢[7]。

2.2 肠道菌群失衡与心血管疾病的关系

肠道菌群失衡导致某些有害物质的产生，这些物质进入血液后会对心血管系统产生不良影响。特定的肠道细菌将饮食中的肉类、蛋黄中的胆碱和L-卡尼汀转化为三甲胺（TMA），随后在肝脏中转化为三甲胺-N-氧化物（TMAO）。研究证实，TMAO 与动脉粥样硬化、心肌梗死和中风等心血管疾病的发生和发展有关。同时，肠道菌群失衡增加了肠道通透性，导致内毒素和其他炎症介质进入血液，引发全身性的炎症反应，这种炎症反应与心血管疾病的进展有关。因此，肠道菌群的失衡与心血管疾病的发生和发展紧密相关[8]。上述发现为心血管疾病的预防和治疗提供新的研究方向。

2.3 肠道菌群失衡与肠炎、肠癌的关系

肠道菌群在维持肠道健康和功能中起到了关键作用。当肠道菌群失衡时，特定的有益菌数量减少，而某些潜在、有害的菌群数量增加，这种失衡状态与肠道疾病的发生有关。肠炎，特别是炎症性肠病，如克罗恩病和溃疡性结肠炎，与肠道菌群的失衡存在明显的关联。肠道菌群失衡会导致肠道屏障功能下降，增加肠道通透性，从而使病原体和有害物质更容易进入肠道黏膜，进而引发肠道的炎症反应。同时，肠道菌群失衡与肠癌的关系也受到广泛关注。某些肠道细菌产生的代谢物和毒素，如胆汁酸和其他致癌物质，可以直接或间接地损伤肠道上皮细胞的DNA，促进癌变。

2.4 肠道菌群失衡与自身免疫性疾病的关系

肠道菌群与宿主的免疫系统之间存在紧密的相互作用。在正常情况下，肠道菌群与宿主的免疫系统会形成一个平衡的状态，共同维护肠道的稳定和健康。然而，当肠道菌群失衡时，这种平衡会被打破，导致免疫系统反应异常。自身免疫性疾病是由于免疫系统错误地攻击和破坏身体的正常组织引起的。肠道菌群失衡与多种自身免疫性疾病的发生和发展有关，如风湿性关节炎、多发性硬化症和系统性红斑狼疮等。肠道菌群失衡会导致肠道屏障功能下降，增加肠道通透性，从而使外源性抗原更容易进入体内，引发免疫系统的异常反应。

3 肠道菌群调节与慢性疾病预防

3.1 益生菌和益生元的作用

益生菌和益生元在维护肠道健康和功能中起着至关重要的作用。它们对调节肠道菌群、增强肠道屏障功能、促进营养物质的吸收和合成以及调节免疫系统都具有显著的效果。益生菌是指对宿主有益、能够在肠道中定植并发挥作用的活性微生物。常见的益生菌包括乳酸菌、双歧杆菌等。它们可以通过多种机制维护肠道健康。首先，益生菌可以与潜在的病原体竞争营养物质和结合位点，从而抑制病原体的生长和定植；其次，益生菌可以产生乳酸、过氧化氢和细菌素等抗菌物质，这些物质可以直接杀死或抑制病原体；最后，益生菌还可以调节免疫系统，增强机体对外来抗原的免疫应答。益生元则是指能够被肠道菌群选择性地发酵，从而有益于宿主健康的食物成分。

3.2 饮食调节与生活方式的改变

饮食和生活方式是影响肠道菌群平衡的两个重要因素。适当的饮食调节和生活方式的改变可以有效维护和恢复肠道菌群的健康状态，从而预防和缓解与肠道菌群失衡的相关疾病。饮食对肠道菌群的影响是直接的。高纤维、低脂肪的饮食可以促进双歧杆菌和乳酸菌等有益菌的生长，而高糖、高脂肪的饮食则会导致有害菌的增多。因此，增加全谷物、蔬菜和水果等膳食纤维的摄入，以及减少加工食品和高糖食品的摄入，是维护肠道菌群平衡的关键。此外，酸奶、泡菜和酱油等发酵食品含有大量的益生菌，也有助于维护肠道菌群的健康。生活方式的改变也对肠道菌群有重要影响。长时间的压力、缺乏锻炼和不规律的作息都会产生肠道菌群失衡的风险。因此，定期的锻炼、保持良好的作息和减少压力是维护肠道健康的重要措施。锻炼可以增强肠道蠕动，促进食物的消化和吸收，同时还可以调节免疫系统，增强机体的抵抗力。

3.3 药物干预

随着对肠道菌群与多种疾病关系的深入了解，越来越多的药物被研发和应用于调节肠道菌群，从而达到预防和治疗疾病的目的。抗生素是最常用于调节肠道菌群的药物，可以有效地抑制或杀死某些有害菌，从而恢复肠道菌群的平衡。然而，过度或不当地使用抗生素会导致肠道菌群面临严重失衡的风险，甚至产生抗药性。因此，抗生素应在医生的建议下使用，且应遵循正确的剂量和疗程。除了抗生素，益生菌制剂、益生元制剂和特定的抗炎药等其他药物也被用于调节肠道菌群。

4 结语

肠道菌群作为人体内的一个复杂系统，与宿主的健康和疾病的发生有着密切的关系。本文深入探讨了肠道菌群失衡与多种慢性疾病，如肥胖、糖尿病、心血管疾病、肠炎、肠癌以及自身免疫性疾病之间的关联。研究表明，肠道菌群的失衡是这些疾病发生和发展的重要原因。为了维护和恢复肠道菌群的平衡，可采取饮食调节、生活方式的改变和药物干预等多种策略。然而，如何更精确地调节肠道菌群，以及如何将这些策略应用于临床实践，仍是需要进一步研究的问题。