人體心臟的重量約為300g,大腦的重量是1.3kg,肝臟的重量是1.4kg,而腸道菌群的重量高達1.5kg。上百兆(1014)的細菌、病毒、真菌、原生生物活躍在我們的腸道中,構成了最大的一個器官,也是我們最晚關注到的一個器官。
我們總說好的腸道菌群有利于身體健康,可什么才是好的腸道菌群呢?如何才能維持好的腸道菌群呢?在回答這些問題之前,我們先要了解腸道菌群扮演的不同角色以及他們之間的愛恨情仇。
大部分是勤勤懇懇的平民,加上幾個蠢蠢欲動的狼人
當前大部分關于腸道菌群的研究和應用專注于細菌,比如益生菌的常見成分就是細菌中的雙歧桿菌和乳酸桿菌。原因之一是細菌在腸道中的生物量最高,腸道菌群就是99%的細菌+0.1%真菌+0.8%古菌+一點點蠕蟲和病毒。第二個原因是細菌更容易培養(yǎng)和純化,我們對它的掌控更成熟。
每個人腸道菌群的構成都不一樣,就像你的專屬指紋,生物學中管不同類型的腸道菌群構成稱為腸型(Enterotype)。健康的腸道菌群都是相似的,而紊亂的腸道菌群各有各的問題。腸道中的細菌按照各自的表現(xiàn)大致分為共生菌、條件致病菌和病原菌。
共生菌就是在腸道中勤勤懇懇地幫我們代謝食物、提供必需的營養(yǎng)、促進免疫系統(tǒng)發(fā)育的老好人,基本不具備害人的能力,跟宿主互惠互利合作共贏。
條件致病菌是典型的墻頭草,在環(huán)境適宜營養(yǎng)豐富的情況下與人相安無事,但是一旦出現(xiàn)危機,比如抗生素來了或者腸黏膜受損或者營養(yǎng)匱乏了,他們就表現(xiàn)出壞的一面,扒在腸上皮細胞表面,甚至表達一些毒素,引發(fā)腸炎,還留下一句都是為了生存。
病原菌在正常情況下含量非常低,大部分情況下是食物來源的,比如當我們吃壞東西拉肚子,往往就是食物中攝入的痢疾桿菌、致病性大腸桿菌、沙門氏菌等太多了。正常情況下我們腸道中的共生菌可以抵御這些病原菌、病毒的復制繁殖,讓他們怎么進來的還怎么出去,不給他們在腸道中增殖和作惡的機會。但是如果敵方數目過于龐大,或者共生菌被抗生素殺死時,就會出現(xiàn)腸道的感染。還有一些病原菌,比如艱難梭菌,在腸道中通常以芽孢的形式存在,被腸道中的共生菌封印著。只有腸道菌群紊亂時,或者大部分細菌被抗生素殺死時,這些艱難梭菌才有機會重新活躍起來,造成結腸炎,甚至威脅生命。艱難梭菌造成的死亡最容易出現(xiàn)在長期住院治療的老年病人,控制艱難梭菌的方法有限,而且非常容易復發(fā),但最近的一些臨床試驗發(fā)現(xiàn)糞菌移植或者服用益生菌對清除艱難梭菌有著很顯著的效果。
所以我們經常說要保護好這些有益的共生菌,或者有針對性地去補充益生菌,當他們在腸道中的組分占優(yōu)勢時我們的腸道菌群往往處于穩(wěn)定健康的狀態(tài)。
錯綜復雜的關系,競爭?合作?捕食?共贏?
別小瞧哪些最小、最原始的單細胞生物,出于一切生物的本能——生存和繁衍,他們無時無刻不在搶地盤,搶食物,必要時還需要采取一些或殘忍或機智的手段,連我們這些高等動物看了都直呼內行!
每種微生物都有自己的舒適區(qū)。有的細菌需氧量高,就生活在貼近腸上皮細胞的氧氣含量比較高的位置;有的是嚴格厭氧,就更適合生活在近乎無氧環(huán)境的腸腔里。有的細菌生活在腸上皮細胞附近黏液層里,因為那里的多糖更符合他們的口味。有的細菌只是一個小圓球或者小短棒,沒有移動的能力,有的細菌渾身長滿纖毛或者長著長長的鞭毛,居住環(huán)境不合適了,隨時來場說走就走的旅行。
沒有永恒的朋友,只有永恒的利益。腸道菌群的世界,就是赤裸裸的利益交換,不加一點點掩飾。能夠代謝復雜碳水化合物的細菌后面必然跟隨著一群小弟,等著利用大哥分解出的單糖和雙糖作為自己的能量來源。而擅長利用同類食物的微生物之間則是激烈的競爭關系,搶氧氣,搶能量來源,其中最寶貴的就是包括葡萄糖、果糖在內的單糖以及某些重要的氨基酸。
這些微生物之所有會有各自偏愛的食物主要原因是他們各自能夠表達的碳水化合物活性酶(Cazyme)的種類不一樣,那些表達的酶種類越單一的細菌,可以利用的糖類就越少。假如表達的酶跟別的細菌重合度還很高,那他們的處境就更加艱難,因為不僅可利用的能源少,競爭對手還多。反過來,那些手里好幾把刷子,各種碳水化合物隨隨便便就可以代謝的細菌則更容易生存。而且他們往往還善于保存實力,在糖源充足的時候就僅僅使用食物中的碳水化合物,而糖來源不足時,比如宿主決定戒糖或者節(jié)食時,他們就開啟表達代謝腸道黏液層中糖類的酶。沒錯,我們每個人的腸上皮細胞外面都緊貼著一層黏液層,全部由糖化的蛋白構成,由我們腸上皮中一種特殊的杯狀細胞所分泌。食物中沒有糖了,細菌也不管三七二十一,只能去吃宿主自身的糖了。所以零糖飲食要慎重,哪怕不會影響腸黏膜的厚度,腸道菌群的紊亂也是必然的,畢竟很多利用食物中碳水化合物的細菌都餓死了。
有競爭就伴隨著殺戮,有些腸道菌可以專一性的分泌細菌素(Bacteriocin),并且只針對跟自己類似的細菌。有一些原生生物,在能量不足時可以直接吞噬細菌,拿他們當作能量來源。還有的細菌,可以將自己的部分遺傳物質注入其他細菌體內,也就是基因的橫向傳遞,科學家們尚不明白這些細菌為什么要這樣做,難道是看到形勢嚴峻,實在保不住性命,就保住一段遺傳物質?甚至妄圖把別人改造成自己?這背后究竟是人性的扭曲還是道德的淪喪,還需要科學家們進一步探究。
雖然腸道中看似無時無刻不在上演著競爭合作,腸道菌群的構成也不停的在動態(tài)變化,這反而是一個好的狀態(tài)。實際上,復雜程度和多樣性越高腸道菌群韌性也越高,反過來腸道菌群越單一,越容易被破壞。就好比一個森林里只有一種樹,那么針對它的蛀蟲來了必定毀掉一整片森林。
吃什么能保證平民占優(yōu)勢?
看了上述內容,我相信大家都已經體會到食物對于腸道菌群構成的重要性。那怎么吃才能有利于有益的共生菌呢?
首先我們來排除幾個錯誤選項。高脂肪、高鹽飲食哪怕不考慮腸道菌群的問題,我們也知道他們是對身體有害的飲食,容易加速心腦血管硬化,促進代謝疾病的出現(xiàn),增加體內的炎癥因子。不出所料地是,他們也不利于腸道菌群的穩(wěn)定,常常與腸道菌群紊亂和腸炎有直接的關聯(lián)。
其實高膳食纖維的食物是非常受共生菌歡迎的,比如全麥制品、藜麥 [1]、菊粉等。高膳食纖維食物中的多糖,如淀粉,可以經共生菌發(fā)酵分解成短鏈脂肪酸(SCFA),短鏈脂肪酸是當紅的明星代謝物,對人體免疫細胞的發(fā)育、抵御病原菌、神經疾病、代謝疾病等都起到積極作用,這里暫不展開,可以后續(xù)單獨加以說明。高膳食纖維也有助于增加腸道菌群的多樣性。
另一種飽受好評的是地中海飲食 [2],特征是富含蔬菜水果、魚類、五谷雜糧、豆類、堅果和橄欖油(不飽和脂肪)。這類飲食能夠提高腸道菌群多樣性和腸道內穩(wěn)態(tài),尤其增加擬桿菌、乳酸菌、雙歧桿菌等益生菌的含量。并且食用地中海飲食后,能夠改善人體內的炎癥和氧化壓力。
其他有利于腸道菌群多樣性和增加共生菌的食物還有發(fā)酵類食物,植物性蛋白,不飽和脂肪酸等。通過改變食物構成調節(jié)腸道菌群已經成為醫(yī)生給腸炎病人、肥胖病人或糖尿病人進行輔助治療的一種手段。如果你也經常出現(xiàn)腸道紊亂的現(xiàn)象,不妨也參考上述健康飲食做出改變吧。除了飲食內容,我們的很多生活方式和生活習慣,如運動、規(guī)律飲食、是否吸煙等都會影響腸道菌群成分。
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