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细说肠道菌群的六大日常

时间:2022-02-21 08:13来源:菌情观察室 作者:菌情观察室 浏览次数:
  我们的肠道中拥有大量的细菌、真菌和病毒等,所有这些微生物组成了我们的肠道菌群。它们并不是我们身体不受欢迎的客人,不会对我们的健康构成威胁,相反,它们对我们身体的正常运行是必不可少的,它们的活动以多种方式对我们的身体发挥有益作用。尽管每一个微生物的贡献微乎其微,但是团结就是力量,数万亿的微生物共同努力对身体的帮助是不可忽视,也是不可或缺的。

  今天我们就来细说一下肠道菌群的主要功能,这是肠道细菌的日常:

  1、消化功能

  我们的身体细胞想要从所摄入的食物中获益,我们必须将食物分解成足够小的营养颗粒,以便穿过肠壁并通过血液输送到身体各个部位的细胞中。

  胃、肝、胰和肠分泌的消化液都有助于将食物分解成小颗粒:蛋白质会分解成氨基酸,脂肪会分解成脂肪酸,碳水化合物会分解成葡萄糖,等等。

  虽然消化液能够完成这些工作的很大一部分,但它们不能完成全部。食物中的一些营养成分可能会躲过它们,这有三方面的原因:

  有些食物或多或少的含有膳食纤维,它们不受消化液的作用。

  膳食纤维形成食物组织的框架,会困住某些营养。

  当一些食物颗粒到达肠道时,它们仍然体积过大,消化酶无法对其产生任何有意义的影响,消化过程尚未完全完成。

  那么,这些未被消化的营养物质是否就注定着无法被使用了呢?当然不是,肠道微生物会对其进行转化利用。它们可以产生分解膳食纤维的酶,并减少大颗粒的体积。这个过程会释放一些被困住的营养,包括氨基酸、碳水化合物和维生素等等。

  这些食物的最终转化除了给人类宿主提供更多的营养外,更重要的是为了肠道细菌自己的利益。事实上,它们也需要养活自己才能生存,而它们的食物就是我们无法消化的那些食物。它们会释放被困在里面的剩余营养物质,从而使它们得以生存。

  这些消化过程是在生活在肠道不同区域的两种主要细菌的帮助下进行的,一类是发酵细菌,另一类是腐败细菌。

  发酵细菌在小肠的后半部分、升结肠和超过一半的横结肠中发酵分解食物,在此过程中释放能量。这些细菌的发酵过程针对的是长碳水化合物链,比如淀粉,但也针对谷物、水果、蔬菜等中的膳食纤维。

  我们的消化液不能消化膳食纤维,但是,肠道细菌能够转化利用它们,它们会分解膳食纤维,从而释放出它们所含有的营养物质。人体中的这一过程类似于草食动物消化道中发生的过程。

  例如,奶牛在食草时摄入了大量的纤维,它们的消化也需要来自肠道菌群的帮助。白蚁由于食用木材也会摄入大量纤维,它们的消化同样需要细菌的帮助,它们有非常活跃的肠道菌群,可以帮助分解木材中的纤维。

  秋天从树上落下的树叶在地上形成了厚厚的地毯,土壤中的细菌使它们分解并转化为腐殖质。同样的过程也发生在堆肥中,当各种废料受到发酵细菌的作用时,它们就会变成极好的肥料。

  回到人体消化道,在分解食物过程中发生的发酵的结果之一是产短链脂肪酸,比如乙酸、丙酸和丁酸。它们不仅为肠上皮细胞提供能量来源,也会创造一个微酸性的肠道环境,促进发酵细菌的茁壮成长,同时不利于有害细菌的繁殖。

  腐败细菌在横结肠的后段和降结肠中集中。它们会分解任何未消化的食物颗粒。这些不是纤维,因为它们在前面已经被肠道细菌发酵转化,而是未完全消化的蛋白质和淀粉的残留物。

  这些食物颗粒会通过细菌腐败分解产生氨、吲哚、粪臭素、酚类、硫化氢、肉毒胺等废物。因为它们是碱性的,这些物质使降结肠成为碱性环境,这有利于腐败细菌的生长。

  细菌的发酵和腐败的联合作用使食物在通过肠道的不同部分时得以完全消化。虽然细菌只是简单地完成消化液的工作,但它们对于身体来说绝对是必不可少的,没有它们就无法运作。

  2、营养吸收

  食物所提供的营养物质通过消化后,它们需要被吸收,细胞才能从中受益。这种吸收发生在肠黏膜中,或者更准确地说,是覆盖在小肠壁上的细小的指状的肠绒毛。90-95%的营养物质吸收发生在小肠的后半部分,只有 5-10%发生在结肠的末端。

  当小肠排空或几乎排空时,肠壁会自行折叠形成皱褶,当充满食物时它们会展开。皱褶减少了吸收的可能性,因为这样暴露出来的肠细胞更少,而营养物质需要通过这些肠细胞进入血液。

  相反,当肠道充满食物时,它们的肠壁会被拉伸,这有助于营养物质被吸收,然后进入血液。肠道中也充满了健康和丰富的微生物,可以促进营养的吸收。

  在肠道水平有效吸收营养是身体健康的基础。通过这种方式,身体充分受益于食物提供的营养。

  3、合成维生素和其它营养素

  维生素和氨基酸通常被认为对健康至关重要,因为身体本身不能产生这些物质,所以我们必须给身体供应这些营养素。然而,最近的研究表明,由于其高产酶,肠道微生物能够合成其中的一些营养素。

  肠道菌群可以产生的营养物质包括:

  维生素B12

  维生素B1(硫胺素)

  维生素B6

  维生素B9(叶酸)

  维生素PP(烟酸)

  维生素H(生物素)

  维生素K

  多种氨基酸

  由肠道微生物合成的营养物质本身并不能满足人体的所有需求,然而,对于肠道菌群强大而活跃的人来说,它们是一种有用的补充。

  4、抗毒功能

  无数有毒物质可以进入生物体并损害其健康。一旦成功,它会攻击、伤害或破坏这种生物体的细胞,导致功能性病变,在某些情况下甚至会导致死亡。

  肠道微生物也无法逃脱这种威胁。尽管它们很小,但它们仍然是可以被某些毒药伤害或摧毁的。然而,它们并非毫无防备,像所有生物一样,它们可以发起反击。它们主要在它们自己制造的酶的帮助下来实现这一点。这些酶将通过使它们失效或将它们分解成没有危险属性的更简单的元素来中和毒物,然后这些元素要么在这种状态下被清除,要么被重新吸收到血液中以供身体使用。

  肠道微生物非常容易中毒,因为我们现在吃的食物通常可能会携带有毒物质进入体内,比如除草剂、杀虫剂、食品添加剂、污染产生的毒物等。因此,生活在我们肠道中的细菌首先要面对它们。此外,这些细菌与数以万亿计的其它微生物共享有限的生存空间,每一种微生物都会产生部分有毒的废物。为了生存,肠道微生物必须能够中和这些毒物。

  当肠道细菌中和有毒物质时,它其实是在努力自我保护,而不是为了拯救人类,但我们可以从它们的努力中受益。通过保护自己免受攻击,它们也在帮助我们,因为原本能够使我们生病的毒药,至少是其中的一部分,在它们有机会伤害我们之前就被肠道细菌中和了。

  由于数量众多,肠道微生物可以进行大量的解毒工作。据估计,这项工作与肝脏的工作相当,肝脏在解毒方面被认为是体内最强大的器官。因此,肠道微生物为身体提供了“第二肝脏”,使其能够自我清洁和净化。

  5、肠道转运功能

  许多人或多或少患有严重的便秘,这是因为他们的肠道转运迟缓。要使肠道转运以最佳速度正常运行,必须有许多不同的条件。其中一些是常识,例如,肠道必须得到足够的粗纤维和水,另外就是需要拥有健康和平衡的肠道菌群。肠道细菌可以通过多种方式使肠道转运正常化。

  消化层面的作用

  肠道蠕动收缩的主要目的是使食物通过整个肠道向前移动,它的设计非常智能。如果食物在肠道的特定部位没有被完全消化,它们就不会被进一步向前推动,使蠕动运动减慢以完成食物的转化。然而,肠道微生物会通过将食物分解成小颗粒,促进这些转化并消除减缓蠕动收缩的需求。通过这种方式,蠕动运动不再受阻碍,而是得到支持。

  粪便准备

  消化过程完成并吸收所有营养物质后残留的食物垃圾必须转化为均匀湿润且具有柔软稠度的粪便,这样才很容易被身体排出。这项将食物残渣转化为粪便的工作是肠道微生物的职责,尤其是结肠微生物。当肠道菌群健康且微生物丰富时,粪便的制备速度很快,肠道转运也很容易。

  产生乳酸

  肠道蠕动收缩只有在受到刺激时才会发生,遍布肠壁的神经在其中发挥重要作用。刺激的一部分来自膳食纤维与肠壁的摩擦,另一部分来自肠道充满食物时肠壁的扩张。但是,蠕动也可以通过刺激物质来触发,例如乳酸,这是肠道细菌发酵的副产物。乳酸会刺激蠕动肌的神经末梢,从而促进肠道转运。

  刺激肠道黏液的产生

  当肠道微生物与肠壁的黏膜接触时,它们会产生轻微的刺激作用。为了减轻这种影响,黏膜会分泌一种保护性黏液,促使粪便很容易沿着肠壁滑动。这种黏液的作用方式与发动机中的机油相同。事实上,就像发动机在没有足够的机油作为润滑剂的情况下无法正常运转一样,只有当有足够的黏液时,肠道才能推动它们所含的物质通过它们。当然,肝脏分泌的胆汁也会为肠道提供额外的润滑。

  6、免疫防御

  肠道菌群的另一个作用是它对人体免疫防御系统的贡献。骨髓、脾脏和淋巴腺是人体免疫系统的主要器官,但其实肠道微生物也同样重要。此外,肠道菌群可以非常有效地保护身体免受微生物的攻击。它的作用是双重的:它能直接杀死来自体外的有害微生物,也能刺激人体免疫系统更好地发挥作用。

  屏障效应

  肠道菌群、它们所占据的肠道领土表面、它们所定植的肠道部位以及它们所需求的食物部分之间保持着一种微妙的平衡。这种平衡是外来微生物入侵者无法轻易破坏的。这些入侵者很难在肠道内扎根并繁殖,因为肠道领土已被肠道菌群占满,它们无法获得赖以生存的生存空间,而且它们还缺乏营养。这使得肠道菌群成为了对抗致病菌的屏障,它可以阻止致病菌在肠道或身体其它部位造成感染。

  这种屏障效应可能很完整,在这种情况下,新的入侵者无法获得任何立足点;也可能是部分的,它会允许少数细菌找到自己的空间,但数量太少,不足以构成任何健康威胁。

  当发生肠道菌群失衡时,屏障效应明显不足,在这种情况下,致病菌的生长和繁殖没有阻碍,最终可能导致感染。比如,抗生素对细菌不加选择的破坏常常会延伸到肠道菌群。当肠道菌群遭受破坏时,它会为其它微生物提供生存空间。由于屏障效应已经消失,病原微生物现在可以进入这些空间,通过繁殖,它们通常是大量感染的来源。

  抗菌作用

  肠道是肠道菌群中所有微生物赖以生存的环境,它们需要这个环境才能生存,所以没有一个微生物愿意将空间让给入侵者。它们会与这些入侵者战斗,并试图通过释放具有侵略性的有毒物质来摧毁它们,这些物质其实就是抗菌素。

  这也是肠道微生物击败进入人体的一部分致病微生物,从而防止它们攻击我们的方式,但是这只有在肠道菌群健康的情况下才会发生。

  刺激淋巴细胞的产生

  淋巴细胞是免疫系统的小战士,机体所产生的用来识别和攻击入侵细菌和毒素的淋巴细胞有50%在消化道。肠道菌群可以通过刺激免疫系统的小“战士”也就是淋巴细胞的产生,来参与身体的免疫防御。

  肠道菌群的组成一直在改变,因为它会根据来自体外的有害和有益微生物的到来而变化。因此,免疫系统必须不断监测进入肠道的微生物,这要归功于肠道中的浆细胞和派尔集合淋巴结。

  浆细胞类似于T淋巴细胞和B淋巴细胞,它们也有能力检测危险的微生物并分析它们的特征。它们会利用获得的信息,产生能够中和并摧毁这些入侵者的物质免疫球蛋白,也就是抗体。它们有能力杀死细菌或阻止细菌繁殖,或者阻止它们附着在肠壁上,从而确保它们将随粪便排出体外。

  派尔集合淋巴结是肠道黏膜内的细胞簇,以B淋巴细胞为主。和浆细胞一样,它们也能产生抗体,但数量要多得多。

  由于从体外进入的细菌种类不同,肠道菌群变得更加多样化,导致产生的抗体种类更加多样化。因此,身体有一个更大的抗体库,它可以用来防御任何可能出现的感染。

  增强免疫系统

  丰富的肠道菌群对免疫系统还有另一个重要的好处。对浆细胞和派尔集合淋巴结的强烈要求不仅使它们变得更强大,能够产生更多的抗体,还确保了它们繁殖时产生抗体的细胞数量增加,从而进一步增强身体的防御能力。这符合“功能创造器官”的自然法则,换句话说,对一个器官的需求越大,它在履行其职能时就会变得越强大、越有效。这样,无数的抗体不仅会在肠道中发挥作用,必要时还会在被致病微生物攻击的身体其它部位发挥作用。事实上,血液可以很容易地将它们输送到全身。

  由于我们与外部细菌和其它微生物的多次接触,使免疫系统保持活跃和有效。因此,为了避免感染而试图过度杀菌消毒其实是不对的,这一过程实际上会降低免疫系统的有效性,因为它减少了可用抗体的数量。

  抗炎作用

  肠道菌群的抗感染功能也伴随着抗炎作用。炎症实际上是由于对组织的攻击引起的,罪魁祸首可能是细菌也可能是有毒物质。肠道细菌有很强的对抗这两种炎症的能力,这要归功于它们的抗菌和抗毒的功能。因此,它们的作用具有抗炎作用。

  一些肠道微生物会分泌抗炎物质,因此当这些微生物的数量减少到低于正常数量时,就更容易发生炎症性疾病。以克罗恩病为例,其特征性症状为肠黏膜炎症、腹痛和腹泻,患有这种疾病的人肠道中栖粪杆菌属和厚壁菌门细菌比没有患这种疾病的人要少得多,当这些肠道细菌数量充足时,它们会释放一种或多种物质防止肠道黏膜发炎。

  总而言之,肠道菌群承担着许多职责,它在消化中发挥作用,促进营养物质的吸收,制造多种维生素和氨基酸,中和毒素,并刺激肠道转运。同时,肠道菌群在人体的免疫系统中扮演着重要的角色,它的存在可以阻止致病菌在肠道中扎根,它能产生抗菌物质,杀死危险的细菌,它还能刺激淋巴细胞和抗体的产生,它的抗菌和抗毒特性还使其发挥抗炎作用。这就是肠道细菌的日常,它们就是这样日复一日的为我们的健康保驾护航。

  肠道菌群就是驱动人类健康的引擎,它通过这些功能在维持整体身心健康中发挥重要作用。通过健康的饮食和生活方式,赋予好菌力量,恢复肠道菌群的健康平衡,让坏菌无可乘之机,让数以万亿计的细菌小伙伴能够和谐共生,这才是我们维持身心健康的最好方式。





 
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