解讀人類機體如何與腸道微生物組共生共榮！
小佳 / 2019-05-09 15:06:04
中國微生物菌種查詢網(wǎng)：長期以來，我們一直認(rèn)為“良好”的免疫細(xì)胞能夠幫助識別并且抵御外來入侵者，這就是為何很大一部分藥物能夠直接靶向殺滅致病微生物并且抵御這些微生物引發(fā)的感染。對機體免疫力的理解往往能夠反映20世紀(jì)的文化，同時，適者生存也是促進(jìn)進(jìn)化和競爭發(fā)生的驅(qū)動子，但理解人類和微生物之間的根本改變往往始于體內(nèi)50%的細(xì)胞都是人類的，而其它則是由多種微生物組成的，比如細(xì)菌、酵母、病毒、甚至昆蟲等，它們共同組成了人類的微生物組。
與體內(nèi)腸道中微生物所具有的330萬個基因相比較而言，組成人類基因組的23000個基因往往相形失色，這些基因能夠翻譯蛋白質(zhì)幫助促進(jìn)食物的消化，并且維持機體免疫系統(tǒng)發(fā)揮作用。通過腸-腦軸，這些基因甚至還能夠影響機體的情緒和記憶力，機體中的腸-腦軸是腸道和大腦之間出現(xiàn)的一種特殊的交流通路，其主要就是通過腸道微生物組的作用來實現(xiàn)。
由于我們能夠同機體的微生物群落一起進(jìn)化，如今在機體腸道、皮膚甚至口腔中都有著特殊的微生物群落，微生物對于機體生存至關(guān)重要，很多科學(xué)家們都認(rèn)為我們?nèi)祟愂枪采矬w，其由宿主、微生物組和環(huán)境所組成，這或許就是我們通常所說的“全功能體”。
將人類的生命看作是微生物組和環(huán)境的一個功能或許能幫助我們理解生命是如何受到不同因素影響的，比如，我們對食物的選擇不僅會通過營養(yǎng)物質(zhì)和卡路里平衡來影響人類健康，而且還會對機體腸道微生物組產(chǎn)生一定的影響。
微生物和飲食
我們所攝入的食物往往能夠給腸道微生物喂食，并且直接影響其生存，如果在兩天內(nèi)改變飲食就會使得機體腸道微生物菌群發(fā)生改變；不同的腸道菌群依賴于不同的飲食來存活，比如，普氏菌屬細(xì)菌往往會消耗碳水化合物，而擬桿菌則更喜歡脂肪，念珠菌則喜歡葡萄糖優(yōu)于蛋白質(zhì)，因此根據(jù)我們所攝入的食物，有些細(xì)菌往往會餓死，而有些細(xì)菌就會不斷生長。
腸道菌群往往能夠反映其與機體健康和疾病的相關(guān)性，比如普氏菌就和機體葡萄糖耐受性改善相關(guān)，西方人群機體中該菌水平下降往往能夠部分解釋一些現(xiàn)代流行病的發(fā)生，比如肥胖和糖尿病等。
當(dāng)然了，機體微生物群落也能夠改變我們對食物的選擇，從而確保這些菌群能夠存活下去，微生物消化所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物能夠讓我們變得饑餓、飽腹感，甚至對某些食物比較渴求；然而在人類機體中所得到的證據(jù)有時候或許是間接的；當(dāng)研究人員對熱衷于吃巧克力的人群和不愛吃巧克力的人群進(jìn)行研究時，他們在人群的尿液中發(fā)現(xiàn)了不同的微生物代謝產(chǎn)物，這也就表明這兩組個體腸道中存在著不同的細(xì)菌。
代謝產(chǎn)物在功能方面也非常重要，其能夠向機體大腦發(fā)送信號，而能夠調(diào)節(jié)飲食行為的信號往往會通過在大腦和腸道之間發(fā)揮作用的迷走神經(jīng)來傳輸，在人類機體中進(jìn)行的兩項研究結(jié)果都表明，阻斷迷走神經(jīng)的功能或許能夠誘導(dǎo)肥胖個體體重下降，同時還能夠刺激大鼠讓其過度飲食。
微生物和機體行為
行為是全功能體（holobiont）的一個功能，而全功能體并不是人類宿主自身，有些代謝產(chǎn)物具有神經(jīng)活性，這也就意味著其能夠通過腸-腦軸來影響人類的情緒、心理健康和行為等。目前研究人員在小鼠和大鼠機體中進(jìn)行了大量研究來闡明和微生物相關(guān)的行為改變，當(dāng)然了，這些研究的結(jié)果也非常有意思，研究人員發(fā)現(xiàn)，有些行為能夠通過糞便移植物來轉(zhuǎn)移，沒有喂食含有任何細(xì)菌飲食的動物則會表現(xiàn)出不尋常的社會和情緒行為，而且其腸道中的血清素也會大量產(chǎn)生。因此，相關(guān)研究結(jié)果闡明了機體的微生物組實際上會影響宿主的行為。
最好的人類證據(jù)往往來自于食物對情緒和行為影響的觀察性研究，而且微生物似乎也能夠提供最合適的解釋，一個典型的例子就是當(dāng)研究人員對喜歡攝入含特定益生菌奶酪的健康女性進(jìn)行研究，他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對參與者進(jìn)行功能性MRI成像時，這些參與者往往能夠表現(xiàn)出具有不同情緒的臉部圖像。攝入奶酪的參與者在情緒處理的大腦區(qū)域活性水平會發(fā)生降低，這就表明，相比不攝入奶酪的參與者而言，奶酪攝入者往往會表現(xiàn)出情緒反應(yīng)的抑制。
為抑郁癥治療提供全食物飲食的保護(hù)價值往往就在于腸道微生物對大腦健康的重要性，近來有研究表明，機體腸道微生物組或在個體自閉癥譜系障礙（autism spectrum disorders，ASD）發(fā)生過程中扮演著重要角色，研究人員發(fā)現(xiàn)，患ASD的人群機體腸道中念珠菌屬細(xì)菌的水平會明顯上升。當(dāng)然也有研究表明，兒童腸道中細(xì)菌的差異性往往和行為問題直接相關(guān)，而且這會潛在影響兒童未來的心理健康。研究者通過對經(jīng)歷腸易激綜合征(IBD)小鼠機體的微生物群落進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，接受移植的小鼠往往會表現(xiàn)出伴隨腸易激綜合征發(fā)生的相同焦慮行為。
“改變游戲規(guī)則”
我們都是生態(tài)系統(tǒng)中的一份子，生態(tài)系統(tǒng)中的成員之間都會通過互相協(xié)作和競爭來達(dá)到復(fù)雜的平衡，機體中的很多微生物有時候既不好也不壞，但當(dāng)改變游戲規(guī)則時就會變壞，從而給機體健康帶來威脅；比如當(dāng)我們過度使用抗生素就會導(dǎo)致耐藥性細(xì)菌的產(chǎn)生。有一種衛(wèi)生假說就認(rèn)為，感染能夠幫助構(gòu)建我們的免疫系統(tǒng)，而且家中消毒劑的過度使用往往會誘發(fā)皮膚過敏和呼吸道疾病等。
隨著人類飲食發(fā)生快速的變化，我們和微生物之間的關(guān)系也會發(fā)生明顯的變化，非傳染性疾病的流行，比如肥胖和心臟病都是大量攝入高度加工食物以及越來越不愛運動生活方式所引起的。不斷改變的現(xiàn)代飲食也會給我們的后代產(chǎn)生影響，因為我們機體的微生物群落會傳遞到后代之中；研究者對小鼠進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，在低纖維西方飲食喂食模式下，孫子輩小鼠機體中的某些細(xì)菌或許不太可能發(fā)生恢復(fù)，甚至沖洗能恢復(fù)高纖維飲食后也不太可能。因此現(xiàn)代西方飲食模式似乎會對機體腸道微生物和人類健康帶來不可逆轉(zhuǎn)的影響。
對隱喻進(jìn)行重新思考
大部分時間里我們都在同微生物做著斗爭，機體警惕的免疫系統(tǒng)能夠幫助抵御致病性微生物的攻擊，如今我們不得不重新思考與機體微生物之間的關(guān)系，如果我們是來與微生物群落的復(fù)雜有機體的話，我們或許無法抵擋這些微生物的行為，而如果這些微生物群落是機體免疫系統(tǒng)一部分的話，那么到底是誰在打誰？我們與微生物群落“對話”的方式能夠反映我們思考自身和他人之間的方式，作為全功能體，我們需要搞清楚我們的機體到底是如何同機體中其它成員之間協(xié)調(diào)共生的。