為什么腸道細菌對健康的免疫系統至關重要?

更新時間:2021-09-29 15:36:26 所屬欄目:腸道 作者:吳志杰

摘要:現在,我們大多數人都已經意識到擁有健康的腸道對我們的健康是多么的重要,這取決于健康的腸道菌群。事實上,除了腸道系統功能紊亂的擔憂、疼痛和尷尬,很少有事情會擾亂我們的日常生活、社會活動甚至旅行經歷。我們經常說我們是根據自己的「直覺」(gutfeeling)做出艱難的決定;我們很多人

現在,我們大多數人都已經意識到擁有健康的腸道對我們的健康是多么的重要,這取決于健康的腸道菌群。事實上,除了腸道系統功能紊亂的擔憂、疼痛和尷尬,很少有事情會擾亂我們的日常生活、社會活動甚至旅行經歷。

我們經常說我們是根據自己的「直覺」(gut feeling)做出艱難的決定;我們很多人因工作面試或大考而緊張焦慮時也容易鬧肚子,英語里也用「butterfly in one’s stomach」來形容緊張和忐忑不安。這都說明腸道對我們的影響。

研究人員越來越多地發現和認識到人體的其它器官系統都受到腸道環境的影響,這一聯系在許多疾病中得到了關注,比如抑郁癥和焦慮癥等神經系統疾病、肝病、肺病、心臟病、腎病等等。

雖然,我們還只是剛剛了解健康或不健康的腸道會對我們的生活產生怎樣的影響,但是,關于小小的細菌如何影響我們的免疫系統,我們已經了解很多。

細菌教我們的免疫系統如何行動

免疫系統將我們的腸道細菌和它們對健康和疾病的影響聯系在一起。現在我們知道,這種影響甚至在我們出生之前就已經開始了。

以前人們認為母親的子宮里是無菌的,但是隨著技術的進步,我們現在知道,胎盤里已經有細菌存在了。我們出生時的免疫系統是不成熟的,最初我們是受到來自母親的抗體的保護的。然而,當母親的抗體消失時,免疫細胞就需要接受進一步的訓練以學習如何保護機體免受傷害。這種訓練對于我們未來的健康至關重要。

細菌從我們出生那一刻起就開始訓練我們的免疫系統

通過無菌小鼠的研究,我們知道了細菌對于維持正常免疫系統的重要性。

這些小鼠的免疫系統不成熟,缺乏一些重要類型的免疫細胞。但是,當它們被提供甚至是一種有限的細菌菌群時,免疫系統就會發育成熟并發展出更多樣化的免疫細胞。這些研究讓我們了解了單個細菌或特定細菌群對免疫系統功能影響的廣泛認知。

動物和人類研究幫助我們了解疾病發生的生命早期因素。例如,剖腹產的孩子患某些疾病的風險更高;研究顯示,與自然分娩的孩子相比,剖腹產的孩子患1型糖尿病、哮喘和肥胖風險的風險增加20%。

這可能是由于剖腹產比自然分娩相對更加清潔的分娩方式,延遲了腸道細菌的定殖和免疫系統的訓練。眾所周知,在年輕時使用抗生素進過多會增加過敏和哮喘的風險。其它一些因素,比如懷孕母親使用抗生素或提前進行剖腹產導致母乳不成熟等,也可能增加后代患這些疾病的風險。

腸道細菌維持免疫系統平衡

在我們的一生中,我們的腸道、鼻子和肺總是不斷地暴露于新事物,比如各種食品、空氣中的花粉以及灰塵或泥土中的非致病性微生物。值得慶幸的是,我們大多數人都擁有比較健康的免疫系統,能夠輕松地應對這些入侵的事物。如果不是這樣,每次你嘗試一種新事物或去到一個新的地方旅游,都可能會引發炎癥反應。

免疫系統的基本任務是維持免疫反應和免疫耐受之間的平衡。免疫耐受的建立是至關重要的。在生命早期,建立一個多樣化的腸道菌群,包括許多種類的細菌、真菌和其它微生物,對于免疫耐受的建立是非常關鍵的,因為它會告訴免疫細胞并不是所有東西都是有害的。

由于腸道菌群的平衡影響著我們的免疫系統平衡,因此,腸道菌群的一種不平衡狀態,例如太多的機會致病菌,可以使免疫系統偏向一個炎癥增加的狀態。這種炎癥狀態也可能會影響其它身體系統,增加肥胖、1型糖尿病、2型糖尿病甚至抑郁癥的風險。

壞的腸道細菌可導致疾病

大多數細菌都是有益的,但也有一些可能是導致疾病惡化的罪魁禍首。

我們很容易理解腸道細菌在與腸道直接相關的疾病中扮演著重要的角色,比如炎癥性腸病,這也許是常識。這一研究已經進行了許多年,現在可通過對一些結腸炎患者進行糞菌移植來糾正失衡的腸道細菌組成和恢復有益細菌的數量。大多數人也可能非常熟悉非處方的益生菌的使用。

細菌可以在一定程度上適應它們所處的環境,這也是它們為什么會對抗生素產生耐藥性的原因。這也意味著,如果好細菌由于飲食變化或藥物使用而減少時,一些機會病原體會立即進入并試圖填補這個空白。

多樣化的腸道菌群最健康

要永久改變一個已經建立好的腸道菌群是很不容易的,無論是好的還是壞的。一旦被擾亂,這些菌群會在短時間內恢復正常,就像你在假期結束后回到家吃你平常吃的食物一樣。

但是,不平衡的腸道可能進入一個惡性循環,從而使有害的功能得到加強。在實驗小鼠中,研究人員發現,某種細菌組成與1型糖尿病和肥胖有關;事實上,研究人員可以通過移植腸道菌群將肥胖轉移到瘦鼠身上。

這種紊亂的菌群都有一個共同點:缺乏多樣性。多樣化的菌群更有可能從飲食的不健康波動中迅速恢復過來并抵抗外來入侵者,這意味著一個更加耐受和管理良好的免疫系統。

腸道細菌可能推動個體化的微生物移植療法

那么,在未來我們可以如何利用這些知識呢?

我們知道,細菌的存在與否對一些疾病的發生非常重要。我們也知道,很少只通過一兩種細菌菌株產生影響,更有可能是一組特定的細菌對其它細菌產生影響。

這在人類研究中是非常具有挑戰性的,尤其是在復雜的情況下,這些紊亂的菌群會給身體的其它部位帶來麻煩嗎?

到目前為止,科學家們一直致力于了解某些特定細菌的存在與否,但是,現在真正讓我們感興趣的是這些細菌產生的東西以及它們向身體其它部位發出的信號。

目前,結合全基因組、全蛋白組和全代謝組學分析的系統生物學讓我們對這些細菌有了更深入的了解,甚至可能推動個性化的診斷和治療。例如,在不久的將來,對患者的檢查可能將包括對菌群或其代謝產物的全面評估,就像血常規檢查一樣,進而對患者進行精準的飲食或微生物干預。

腸道細菌相關的「軸」

來自腸道的信號可以通過神經元、激素以及免疫系統從腸道傳遞到身體的其它部位,我們稱之為「軸」,它們描述了腸道細菌和其它疾病之間的聯系。其中,最重要的是免疫途徑。

——腸腦軸

迄今為止,研究最多的是腸道和大腦之間的聯系,因為有文獻記載而且在健康專業人士之中眾所周知,患有炎癥性腸病的患者通常也伴隨著抑郁癥。

腸道可以通過神經通路和免疫系統的信使分子(細胞因子)改變大腦生化反應,而細胞因子的產生依賴于腸道菌群的狀態。

應激是一個很好的例子:應激會改變腸道菌群,而向大腦傳遞的信號可能影響我們的行為。例如,生命早期應激會改變猴子的腸道菌群,而大鼠幼鼠過早地與它們的母親分開也是一種應激,會影響它們的腸道菌群。腸道菌群的紊亂,會導致它們的應激激素水平升高,免疫反應也不同。

——腸肝軸

腸肝軸在肝臟研究中被廣泛研究,因為70%的流向肝臟的血液是直接從腸道流出的。

腸道細菌是脂肪成分和循環抗原的重要來源,可能會影響脂肪肝的風險。

——腸肺軸和腸腎軸

腸肺軸在唿吸道疾病研究中非常有趣,腸道菌群可影響哮喘、慢性阻塞性肺病、肺炎甚至肺癌的發生。

現在,科學家們也提出了一種腸腎軸,即病變腎臟的有毒有害產物會影響菌群,而有害細菌也會增加毒素的釋放量,導致慢性腎臟疾病的發生。

圖片來自網絡

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