腸道細菌的“日?！?/h1>
2021-09-10 07:22楊冬
北方人（B版） 2021年8期
楊冬
在我們的腸道里定居著上萬億個細菌，它們構(gòu)成了腸道中的正常菌群。這些數(shù)量龐大的人體“腸道居民”是怎么生活的？它們對人類的日常生活有什么影響呢？讓我們來看看腸道細菌的“日?！?，你就會找到答案了。
腸道細菌吃什么
日常生活中，我們最基本的活動是補充能量和排泄廢物，和人體細胞一樣，腸道細菌也要“吃喝拉撒”。也就是說，細菌也要獲得營養(yǎng)，通過代謝活動使自己得到能量，同時制造各種生物分子，使自己的細胞能夠生長，直到長到足夠大可以分裂成兩個細胞，還需要將代謝廢物排放到周圍環(huán)境中（即我們的腸道）。所以，讓我們首先看看腸道細菌平時都吃些什么。
作為一個腸道居民，腸道細菌的主要食物就是我們“吃剩下的東西”。也就是說，我們每天吃的食物，在經(jīng)過消化道消化吸收后，那些無法被消化或者還來不及吸收的成分就可能成為腸道細菌的食物，比如，各種膳食纖維。膳食纖維主要來源于植物性食物的碳水化合物（即糖）的聚合物。和普通的淀粉不同，它們無法被小腸中的消化酶消化，所以也無法被人體直接利用。但是，對于腸道細菌而言，這些膳食纖維正是它們上佳的食物。
除了吃膳食纖維，腸道細菌還可以吃腸道中的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)一部分源自人體攝入的食物。據(jù)估計，約有5%～10%的膳食蛋白質(zhì)逃脫了在消化道中被消化吸收的命運而進入了大腸?，F(xiàn)在，這些“逃跑”的膳食蛋白質(zhì)成了腸道細菌的盤中餐。除了膳食來源外，消化道分泌的消化酶本身也是蛋白質(zhì)，因此也可以成為細菌的食物。據(jù)估算，大腸中每天有3.5克來自胰腺的消化酶最后可以被細菌利用。
比較有意思的是，腸道本身有時候也給細菌提供食物。腸壁的最內(nèi)層含有大量的黏液，這些黏液是由杯狀細胞分泌的，其主要作用是為腸道黏膜提供一個屏障，具有保護作用。黏液本質(zhì)上是分子量很大的糖基化的蛋白質(zhì)。所謂糖基化就是在蛋白質(zhì)的某些氨基酸上連上復雜的糖鏈（即多個糖縮合而成的寡糖基團）。黏液分子中約80%以上的分子量來源于這些糖鏈。對于細菌而言，這些糖鏈（有時還包括蛋白質(zhì)本身）成了它們的天然食物。在人體膳食營養(yǎng)成分不足的情況下，這些糖鏈就成了腸道細菌的“救命糧”。
腸道細菌的代謝產(chǎn)物
除了攝入營養(yǎng)和進行代謝外，細菌還會向外界排放各種代謝產(chǎn)物，其中很多產(chǎn)物有重要的生物活性，特別值得一提的是短鏈脂肪酸。
短鏈脂肪酸包括乙酸（即醋酸）、丙酸、丁酸、異丁酸等。這些脂肪酸一般含有的碳原子數(shù)量不超過6個，所以被稱為短鏈脂肪酸。短鏈脂肪酸可以被人體細胞識別，并且對人體細胞的某些功能起到調(diào)控作用。比如，它們往往是抗炎癥分子，可以調(diào)低免疫細胞對腸道細菌的反應程度，從而降低腸道中產(chǎn)生炎癥的可能性。
在腸道中，免疫細胞就像在菜市場中巡邏的警察，每天都可以看到大量的小商小販（腸道正常菌群），偶然可能會遇見幾個犯罪分子（致病菌）。對于菜市場里的守法商販，警察顯然不會有過激反應，否則腸道就會長期處于炎癥狀態(tài)，導致嚴重的疾病（如炎癥性腸?。?。短鏈脂肪酸就像這些守法商販向警察發(fā)出的信息，自己不是壞人，請警察盡管放心。除了調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)外，短鏈脂肪酸還與其他很多疾病存在相關(guān)性，比如動脈硬化、二型糖尿病、肥胖、脂肪肝等，但是具體的作用機理現(xiàn)在并不完全清楚。
除了短鏈脂肪酸，腸道菌群還可以參與合成另一些具有生物活性的代謝產(chǎn)物，例如，色氨酸的代謝產(chǎn)物5-羥色胺和B族維生素?；瘜W分子5-羥色胺是人腦中的神經(jīng)遞質(zhì)，也就是說它在神經(jīng)細胞中起著傳遞信號的作用。腸道中合成的5-羥色胺無法進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，但是它可以調(diào)控包括腸道的蠕動、炎癥、分泌等各種生理過程。腸道中另外一類特別重要的物質(zhì)是B族維生素。在我們?nèi)梭w細胞中，這些維生素往往在重要的生物化學反應中起著參與催化的作用（比如與酶一起形成生物催化劑，維生素也被稱為輔酶）。人體細胞往往缺乏有效合成此類維生素的能力，因此其主要來源就是膳食或者通過腸道細菌合成。比如，有一種重要的維生素—葉酸（維生素B9）與腸道細菌關(guān)系緊密。葉酸是人體內(nèi)涉及核苷酸合成的重要輔助因子，因此是核酸（由核苷酸聚合而成）合成中所必需的。不過，人體有很大一部分葉酸來自腸道細菌。據(jù)估計，腸道細菌合成的葉酸總量實際上大于膳食中的供給。
腸道健康需“平衡”
在腸道中，正常菌群的成員一邊吃著腸道所提供的食物，另一邊又分泌出它們合成的產(chǎn)物回饋腸道。所以，維持一個平衡的腸道微生物生態(tài)系統(tǒng)對于腸道健康非常重要。
對腸道健康有重要影響的一個因素就是我們的膳食結(jié)構(gòu)。研究表明，平衡的飲食結(jié)構(gòu)中需包含充足的膳食纖維，這些膳食纖維可以豐富腸道中的細菌種類，令正常菌群更具多樣性，也可以增加腸道中的短鏈脂肪酸。如果我們的飲食以蛋白質(zhì)或脂肪為主（即“大魚大肉”），攝入的膳食纖維較少，那么腸道細菌則不得不以蛋白質(zhì)和脂肪作為它們的主要營養(yǎng)來源，其后果就是降低了腸道菌群的多樣性和短鏈脂肪酸的合成。
在現(xiàn)代社會中，隨著收入的增加，人們逐漸傾向接受更為西方化的飲食結(jié)構(gòu)。在這些飲食結(jié)構(gòu)中，肉類占比越來越高，結(jié)果導致食物中膳食纖維減少，蛋白質(zhì)及脂肪增加。同時，研究者們發(fā)現(xiàn)，人群中腸道炎癥乃至腸癌的發(fā)病率也有明顯的上升趨勢。這個變化很可能與腸道菌群的變化有一定的相關(guān)性。因此，如果我們想過更加健康的生活，一定要善待這些腸道里的居民們。
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楊冬
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腸道細菌吃什么
日常生活中，我們最基本的活動是補充能量和排泄廢物，和人體細胞一樣，腸道細菌也要“吃喝拉撒”。也就是說，細菌也要獲得營養(yǎng)，通過代謝活動使自己得到能量，同時制造各種生物分子，使自己的細胞能夠生長，直到長到足夠大可以分裂成兩個細胞，還需要將代謝廢物排放到周圍環(huán)境中（即我們的腸道）。所以，讓我們首先看看腸道細菌平時都吃些什么。
作為一個腸道居民，腸道細菌的主要食物就是我們“吃剩下的東西”。也就是說，我們每天吃的食物，在經(jīng)過消化道消化吸收后，那些無法被消化或者還來不及吸收的成分就可能成為腸道細菌的食物，比如，各種膳食纖維。膳食纖維主要來源于植物性食物的碳水化合物（即糖）的聚合物。和普通的淀粉不同，它們無法被小腸中的消化酶消化，所以也無法被人體直接利用。但是，對于腸道細菌而言，這些膳食纖維正是它們上佳的食物。
除了吃膳食纖維，腸道細菌還可以吃腸道中的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)一部分源自人體攝入的食物。據(jù)估計，約有5%～10%的膳食蛋白質(zhì)逃脫了在消化道中被消化吸收的命運而進入了大腸?，F(xiàn)在，這些“逃跑”的膳食蛋白質(zhì)成了腸道細菌的盤中餐。除了膳食來源外，消化道分泌的消化酶本身也是蛋白質(zhì)，因此也可以成為細菌的食物。據(jù)估算，大腸中每天有3.5克來自胰腺的消化酶最后可以被細菌利用。
比較有意思的是，腸道本身有時候也給細菌提供食物。腸壁的最內(nèi)層含有大量的黏液，這些黏液是由杯狀細胞分泌的，其主要作用是為腸道黏膜提供一個屏障，具有保護作用。黏液本質(zhì)上是分子量很大的糖基化的蛋白質(zhì)。所謂糖基化就是在蛋白質(zhì)的某些氨基酸上連上復雜的糖鏈（即多個糖縮合而成的寡糖基團）。黏液分子中約80%以上的分子量來源于這些糖鏈。對于細菌而言，這些糖鏈（有時還包括蛋白質(zhì)本身）成了它們的天然食物。在人體膳食營養(yǎng)成分不足的情況下，這些糖鏈就成了腸道細菌的“救命糧”。
腸道細菌的代謝產(chǎn)物
除了攝入營養(yǎng)和進行代謝外，細菌還會向外界排放各種代謝產(chǎn)物，其中很多產(chǎn)物有重要的生物活性，特別值得一提的是短鏈脂肪酸。
短鏈脂肪酸包括乙酸（即醋酸）、丙酸、丁酸、異丁酸等。這些脂肪酸一般含有的碳原子數(shù)量不超過6個，所以被稱為短鏈脂肪酸。短鏈脂肪酸可以被人體細胞識別，并且對人體細胞的某些功能起到調(diào)控作用。比如，它們往往是抗炎癥分子，可以調(diào)低免疫細胞對腸道細菌的反應程度，從而降低腸道中產(chǎn)生炎癥的可能性。
在腸道中，免疫細胞就像在菜市場中巡邏的警察，每天都可以看到大量的小商小販（腸道正常菌群），偶然可能會遇見幾個犯罪分子（致病菌）。對于菜市場里的守法商販，警察顯然不會有過激反應，否則腸道就會長期處于炎癥狀態(tài)，導致嚴重的疾病（如炎癥性腸?。?。短鏈脂肪酸就像這些守法商販向警察發(fā)出的信息，自己不是壞人，請警察盡管放心。除了調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)外，短鏈脂肪酸還與其他很多疾病存在相關(guān)性，比如動脈硬化、二型糖尿病、肥胖、脂肪肝等，但是具體的作用機理現(xiàn)在并不完全清楚。
除了短鏈脂肪酸，腸道菌群還可以參與合成另一些具有生物活性的代謝產(chǎn)物，例如，色氨酸的代謝產(chǎn)物5-羥色胺和B族維生素?；瘜W分子5-羥色胺是人腦中的神經(jīng)遞質(zhì)，也就是說它在神經(jīng)細胞中起著傳遞信號的作用。腸道中合成的5-羥色胺無法進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，但是它可以調(diào)控包括腸道的蠕動、炎癥、分泌等各種生理過程。腸道中另外一類特別重要的物質(zhì)是B族維生素。在我們?nèi)梭w細胞中，這些維生素往往在重要的生物化學反應中起著參與催化的作用（比如與酶一起形成生物催化劑，維生素也被稱為輔酶）。人體細胞往往缺乏有效合成此類維生素的能力，因此其主要來源就是膳食或者通過腸道細菌合成。比如，有一種重要的維生素—葉酸（維生素B9）與腸道細菌關(guān)系緊密。葉酸是人體內(nèi)涉及核苷酸合成的重要輔助因子，因此是核酸（由核苷酸聚合而成）合成中所必需的。不過，人體有很大一部分葉酸來自腸道細菌。據(jù)估計，腸道細菌合成的葉酸總量實際上大于膳食中的供給。
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在腸道中，正常菌群的成員一邊吃著腸道所提供的食物，另一邊又分泌出它們合成的產(chǎn)物回饋腸道。所以，維持一個平衡的腸道微生物生態(tài)系統(tǒng)對于腸道健康非常重要。
對腸道健康有重要影響的一個因素就是我們的膳食結(jié)構(gòu)。研究表明，平衡的飲食結(jié)構(gòu)中需包含充足的膳食纖維，這些膳食纖維可以豐富腸道中的細菌種類，令正常菌群更具多樣性，也可以增加腸道中的短鏈脂肪酸。如果我們的飲食以蛋白質(zhì)或脂肪為主（即“大魚大肉”），攝入的膳食纖維較少，那么腸道細菌則不得不以蛋白質(zhì)和脂肪作為它們的主要營養(yǎng)來源，其后果就是降低了腸道菌群的多樣性和短鏈脂肪酸的合成。
在現(xiàn)代社會中，隨著收入的增加，人們逐漸傾向接受更為西方化的飲食結(jié)構(gòu)。在這些飲食結(jié)構(gòu)中，肉類占比越來越高，結(jié)果導致食物中膳食纖維減少，蛋白質(zhì)及脂肪增加。同時，研究者們發(fā)現(xiàn)，人群中腸道炎癥乃至腸癌的發(fā)病率也有明顯的上升趨勢。這個變化很可能與腸道菌群的變化有一定的相關(guān)性。因此，如果我們想過更加健康的生活，一定要善待這些腸道里的居民們。
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