5.5.4　肠道微生物群与健康

关于肠道微生物的规范描述是这样的：人体肠道中的正常微生物，即肠道菌群如双歧杆菌、乳酸杆菌等，具有合成多种人体生长发育所需的维生素能力，例如B族维生素，即维生素B1、B2、B6、B12，维生素K，烟酸，泛酸等，还可以利用蛋白质残渣合成机体必需的氨基酸，例如天冬氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和苏氨酸等，并参与糖类和蛋白质的代谢，同时还能促进铁、镁、锌等矿物元素的吸收。这些营养物质对人体健康有着重要的作用，一旦缺少会引起身体的不适，给机体带来多种疾病，并且对健康的损害很大。人体肠道中寄生着10万亿个细菌，它们影响人的体重和消化能力、避免感染和罹患自身免疫疾病，还控制人体对癌症治疗药物的反应。但是，我们也要时刻警惕肠道中有害微生物对机体的损害。还有一个更为细微的事情需要澄清，即人类微生物组，为居住在人体中的所有微生物的集体基因组及其副产物，包括细菌、病毒、真菌、原生动物和古菌。这些微生物群落分布在全身的多个地方，例如皮肤、口胃肠道、泌尿生殖道等隔室中，其类型和数量因每个隔室而异，尽管它们似乎都具有共同的核心功能，例如糖酵解、ATP合成和各种激活机制。微生物组与人类宿主具有共生的动态关系，有些微生物是人体几种生理功能的关键参与者，主要涉及代谢过程和免疫系统反应的调节。尽管我们尚不清楚其确切的潜在机制，但由于宿主如遗传的、感染的、饮食的或者抗生素使用的内在或外部因素引起的特定身体区室微生物组组成的变化可以改变身体局部稳态并诱导慢性炎症、组织损伤以及局部和全身免疫应答失调，最终导致疾病。这些与病理学相关的生态失调与包括癌症在内的多种疾病有关。

我们身体的各部分的功能活动每分每秒都在变化中，肠道微生物的变化更是如此，它们相互之间以及宿主间的互动精妙无比，它们相互之间的通信十分发达且迅速，这些过程不仅交换蛋白质，还要交换遗传物质，人们称之为细菌之间染色体平移。人们早已关注肠道微生物对人体的作用，也取得了令人鼓舞的研究成果，但肠道微生物更多的不为人知的作用有待去发现，至少，肠道微生物与健康的交互作用方面值得去钻研。研究发现，肠道中细菌群的组成表现出昼夜变化，并被宿主的昼夜节律所带动^[48]。同时，肠道菌群的波动也会影响肠道生物功能的此起彼落，影响宿主的生活节奏，对宿主健康的影响是不言而喻的。细菌与宿主之间这种双向通信的中断会导致营养不良，并导致溃疡性结肠炎和代谢异常。另外，大脑和肠道微生物组通过多个通信系统连接，包括迷走神经、激素、免疫因素、神经递质，以及多种微生物的代谢产物，例如胆汁酸和短链脂肪酸^[49]。该通讯轴的变更与基因多态性、环境压力、饮食变化、胃肠道疾病或衰老相关，从而导致神经和精神疾病的发展，例如帕金森病、阿尔茨海默氏病、焦虑症、重度抑郁症和自闭症谱系障碍。

维持稳定的肠道菌群对于宿主暂时的体验十分重要，甚至其稳定性可通过一些代谢物的产生直接影响宿主的认知、情感平衡，从而产生“微生物群-肠脑轴”。有些人对自己喝进的玉米汁产生过多的胃酸从胃肠道发来的那种胃灼热的感觉并不陌生。对于善于产生酸性物质的细菌来说，玉米汁是极理想的培养基，宿主如此的照顾自然给它们带来发挥能力的机会。于是，这位仁兄不仅感知到肠道的烧灼感，同时其性情也焦躁起来。免疫系统方面，肠道菌群在个体之间变化很大，一旦在儿童时期建立起细菌多样性和功能冗余，它就会表现出强大的复原力，这意味着其成分和活性基本保持稳定。这大概也是医学专家反复提醒人们当孩子很小的时候不宜多用抗生素的原因。因为抗生素对肠道菌群具有选择性杀伤作用，从而导致肠道菌群变得单一，对健康十分不利。合理的微生物群的恢复力可预防各种与营养不良有关的问题，如炎症性肠病、代谢综合征、心血管功能障碍、抑郁症、哮喘、类风湿性关节炎、结肠癌和自闭症谱系障碍等。

人们开始重视微生物群-肠道-脑轴的机制在维持体内平衡方面的重要性，尤其在受到非典型肺炎和新冠肺炎冲击之后。在过去的二十多年中，人们更加明确地理解体内和身体数万亿计的微生物的出现是肠脑功能的关键调节因子之一，并指导人们认识到独特的微生物群-肠道-脑轴的重要性。这个轴的研究在精神、神经发育、年龄相关的神经退行性疾病的生物学和生理基础的研究中越来越受欢迎。微生物群和大脑通过各种途径相互通信，包括免疫系统、色氨酸代谢、迷走神经和肠神经系统，涉及微生物代谢物，例如短链脂肪酸、支链氨基酸和肽聚糖等。许多因素会影响早期生活中的微生物群组成，包括感染、分娩方式、抗生素药物的使用、营养提供的性质、环境应激源和宿主遗传学。在生命的另一个极端，微生物多样性随着年龄的增长而减少。