肠道微生态失衡与亚健康
袁杰利
(大连医科大学微生态学研究所,116027)
一、亚健康的概念与研究进展
1.亚健康的概念
亚健康状态是指人的机体虽然没有明确的疾病,但呈现出活力降低,适应力呈不同程度减退的一种生理状态,是介于健康与疾病之间的一种生理功能降低的状态,又称“次健康状态”、“第三状态”或“灰色状态”等。据世界卫生组织(WHO)一项全球性调查结果表明,全世界真正健康的人仅占人口总数的5%,经医生检查、诊断有病的人占20%,而有75%的人处于的亚健康是状态当今危害人类健康的头号隐形杀手,也是现代医学面临的难题之一[1]。随着社会竞争加剧,环境污染加重,以及不良生活方式的影响,以慢性疲劳为主要症状的亚健康问题是21世纪威胁人类健康的重大问题,发生率呈逐年增加的趋势。对亚健康状态的研究,包括了社会学、心理学、临床医学、预防医学、环境学、生活方式和遗传学等多个学科。如何减少第三状态(亚健康状态)人群,增加第一状态(健康状态)人群成为近年来国内外医学研究的热点。
2.亚健康的分类[2]
2.1 以WHO四位一体的健康新概念为依据,亚健康可划分为:(1)躯体亚健康。主要表现为不明原因或排除疾病原因的体力疲劳、虚弱、周身不适、性功能下降和月经周期紊乱等;(2)心理亚健康。主要表现为不明原因的脑力疲劳、情感障碍、思维紊乱、恐慌、焦虑、自卑以及神经质、冷漠、孤独、轻率,甚至产生自杀念头等;(3)社会适应性亚健康。突出表现为对工作、生活、学习等环境难以适应,对人际关系难以协调,即角色错位和不适应是社会适应性亚健康的集中表现;(4)道德方面的亚健康。主要表现为世界观、人生观和价值观上存在着明显的损人害己的偏差。
2.2 按照亚健康概念的构成要素分类:(1)身心上有不适感觉,但又难以确诊的“不定陈述综合征”;(2)某些疾病的临床前期表现(疾病前状态);(3)一时难以明确其病理意义的“不明原因综合征”,如更年期综合征、神经衰弱综合征、疲劳综合征等;(4)某些病原携带状态:如乙肝病原携带者、结核菌携带者、某些病毒携带者等;(5)某些临床检查的高、低限值状态,如血脂、血压、心率等偏高状态和血钙、血钾、铁等偏低状态等;(6)高致病危险因子状态,如超重、吸烟、过度紧张、血脂异常、血糖、血压偏高等。
2.3 按身体的组织结构和系统器官分为神经精神系统、心血管系统、消化系统、骨关节系统、泌尿生殖系统、呼吸系统、特殊感官等亚健康状态。
3.亚健康危害
亚健康虽然不是一种病态,但毕竟是现代人身心不健康的一种表现。处于亚健康状态的人,工作、学习的效率低下,对社会、环境的适应能力降低,人体免疫功能也明显下降,医学检验大多存在“六高一低”倾向,还够不上疾病的诊断,即存在着接近疾病水平的高负荷(体力衰退和心理障碍),高血压,高血脂,高血糖,高血黏度,高体重以及免疫功能偏低。也可归纳为“一增三减”,一增是疲劳增加,三减为活力减退、反应能力减退和适应能力减退。虽然这些症状不能作为诊断疾病的标准,但它预示着某种疾病可能会来临,处于疾病前的一种状态如不注意及时加以调适,很容易发展成为第二状态,最终会导致器质性病变—肿瘤、心血管疾病、呼吸及消化系统疾病和代谢性疾病,并使冠心病、糖尿病、肥胖症等大量发生,这些疾病目前呈现低龄化趋势,严重危胁人类的生命健康。因此如何防治亚健康,越来越成为人们关注的医学及社会课题了。
4.目前亚健康研究存在的问题
由于亚健康问题的研究刚刚起步,目前还面临着许多问题,其中最突出的有以下几点:(1)对导致亚健康状态的确切病因、发病机理、危险因素没有达成共识。现在的研究表明,亚健康是多种致病因素综合作用的结果,既有社会学、心理学因素,也有环境、生活方式和遗传学因素的不良影响,是多因素作用的结果。然而具体的发生机理、危险因素仍不明确。(2)诊断标准未统一。关于亚健康状态,尤其是慢性疲劳综合征的诊断,美国和澳大利亚于1988年,英国于1991年,日本于1993年相继制订出了诊断标准。各国在诊断标准上都有一定的区别。我国亚健康研究起步晚,各地关于亚健康的诊断标准没有统一。照搬国外的标准,不符合中国居民的身体素质特点,有可能在诊断上存在偏差。有必要达成全国乃至世界范围的统一标准,这样有利于更好地开展研究和治疗。(3)治疗上缺乏针对性。现在有关亚健康的研究多数局限于高等教育人群和高收入人群,而对整个社会人群亚健康状态的研究仍然较少。对亚健康的干预与治疗仍缺乏规范、行之有效的治疗方案。
二、人体微生态学的主要研究内容
微生态学即是研究微生物与微生物、微生物与寄主、微生物和寄主与外环境的相互制约和相互依存的学科。微生态学作为一门生命学科分支,最初于1964年由前东德中央营养研究所Hacnal与Lohmann提出来的。以后相继在多个国家(美国、德国、日本、意大利等)召开了微生态学的讨论会,并成立了微生态学与疾病学会(SOMED)。学会集中讨论了对正常微生物群与其宿主相互关系的复杂的生态学问题。近年来,又在高科技水平上,用不同学科的知识,共同研究微生态与人类、动物及植物等各器官系统的相互作用相互关系。
我国于20世纪50年代初开始进行微生态学的研究,当时因使用抗菌素出现了菌群失调引起的疾病,有人就进行了用正常菌去治疗这些疾病的研究。到目前已发展到用正常菌群治疗多种疾病(肝病、肾病、肿瘤、糖尿病、血液病、结核病等)及对人类健康的预防保健作用等的研究。
人体正常微生物群是微生物与其宿主在共同进化过程中形成的,包括细菌、病毒、真菌、原虫及其它微生物。正常微生物群是在宿主特定的解剖部位,并随宿主长期进化过程形成的,在一定时期,定植于宿主黏膜或皮肤上的微生物群,一般在生理状态下,主要表现为有益于宿主的微生物群落,但在病理情况下,也可能表现为有害宿主的微生物群落。正常微生物群也称为正常菌群。
正常微生物群是具体的,是指在宿主一定生理时期,其特定的解剖部位,其定植的微生物群总是由一定种群组成的,其中一部分是特定的优势种群,另外一部分是一般的种群,它们与宿主与环境形成相互依赖、相互制约的统一体,例如肠道正常菌群,一般是指结肠菌群而言。
任何生物的生存都不能脱离环境,必须与环境相适应。在一定生态环境内,有一定的生物群体,其生命活动与其所处的环境形成的统一体叫生态系统。生态系统可大可小,大如森林、沙漠、草原、湖泊和海洋,小则在不同的生物体表面和体内,如人的皮肤、口腔、呼吸道、消化道、泌尿道,均形成各自不同的微生态系统。肠道系统就是一个特殊的微生态系统。
1.肠道微生态系统具有如下特点
具有特定的时间性和空间性在人的一生的各个阶段,人体肠道中各部位的微生物及环境,与摄入的食物及药物互相作用,互相影响,构成特定时间和特定空间的肠道微生态系统。
肠道微生态系统具有开放式的特点人体消化道本身即为一开放体系,与外界直接相接触,与机体的相应器官相沟通。因此肠道微生物系统随时都可与外界环境及其他器官系统进行物质、能量和信息的交流。
处于动态平衡之中人的生长、发育、繁殖、衰老都会影响肠道的生理活性。日常生活,如摄食、消化、吸收,以及地理环境、心理因素等都会影响到肠道生态系统,肠道生态始终处于不断变化之中。但是这种变化不是杂乱无章的,每一阶段都有一定规律可循,处于相对稳定的变化状态,形成一种动态平衡的关系。
正常微生物是由微生物、宿主、环境三者之间呈生态平衡时所组成的统一体的微生态系统。经过一百多年的研究现在终于认识到,对正常微生物群的学术观念,应从病理学观念向生理学观念转变。正常微生物群不是可有可无,而是绝对必须的。从进化的观点出发,一切生命都是在共生(symbiosis)过程中发生、发展和消亡的。现在研究指出,正常微生物群参与宿主的全部生理和病理过程,没有正常微生物群的参与生命的存在就不可能。
肠道微生态系统是机体最庞大和最重要的微生态系。健康的成年人肠道栖息着1014个细菌,是人体细胞数的10倍以上。每克大便中含有上万亿个菌体,其中95%以上是活的。肠道细菌主要寄居在结肠和远端小肠,而胃、十二指肠、空肠及回肠也寄居着一定数量的细菌。肠道菌群按属分类可分10~15个属;按种分类可分成500种;按照菌株在宿主体内的生化反应及对宿主的作用效果又可分成三大类:有益性、双向性和有害性。
有益性菌群,如与宿主共生的生理性细菌,为专性厌氧菌,它们是肠道的优势菌群,占99%~99.9%,如双歧杆菌、乳杆菌、类杆菌、优杆菌和消化球菌等。
双向性菌群,与宿主共栖的条件致病菌,以兼性厌氧菌为主,为肠道非优势菌群,如肠球菌、肠杆菌,在肠道微生态平衡时是无害的,在塔顶条件下具有侵袭性,对人体有害。
有害性菌群,主要指致病菌,大多数为人体的过路菌,在体内微生态平衡时这些菌占很小的数量比例,不会致病,如果数量超出了正常水平则会引起人体发病,如变形杆菌、假单胞菌、韦荣氏菌、葡萄球菌、假丝酵母菌等。
2.肠道正常菌群对人体健康的作用
婴儿出生后,就有各种细菌定植,其中80%的微生物寄生于肠道,这些寄生在肠道内的菌群所起的作用不一样,可分为3类,有益菌群、中间菌群和有害菌群。它们共同生存在同一个环境中,存在相互间的生物拮抗,避免某一种细菌尤其是致病菌或条件致病菌成为优势菌,对机体造成不良影响。其中有益菌群对改善人体健康起着及其重要的作用。
2.1 肠道菌群与食物的消化、吸收及营养的关系
肠道菌群与食物的消化、吸收有着密切的关系,双歧杆菌等有益菌(益生菌)能分泌各种酶,以利于蛋白质、脂肪和碳水化合物的分解;双歧杆菌能产酸,并使氧化还原电势(Eh)下降,有利于铁、钙和维生素的吸收,并能产生维生素B1、B2、B6、B12、烟酸、叶酸等,其维生素K的产量为大肠杆菌的2倍。大肠杆菌能合成维生素K[3]。
2.2 肠道菌群与机体免疫的关系
双歧杆菌、乳杆菌等细菌组成了肠道菌群的膜菌群。所谓膜菌群就是因为这些菌群紧附在肠黏膜的表面。而大肠杆菌、梭状芽胞杆菌等细菌主要分布在肠腔中,这些细菌可称为腔细菌。膜菌群通过占位保护产生细菌素、有机酸、过氧化氢等物质来阻挡或抑制致病菌或条件致病菌侵袭肠黏膜,或进一步侵袭至淋巴结、血流[4]。肠道菌群作为抗原刺激,可促进免疫系统的发育与功能的成熟,肠道菌群产生的毒性产物具有广谱免疫原性,刺激免疫系统、使机体获得对许多致病菌及其毒性产物的抵抗能力[5]。
2.3 肠道菌群与机体肿瘤的关系
肠道菌群中有些细菌如大肠杆菌、梭状芽胞杆菌、肠球菌、拟杆菌等能促使食物中的亚硝酸盐与胺结合成具有较强致癌作用的亚硝酸胺。然而肠道菌群中的有些菌群如双歧杆菌、乳杆菌等能将亚硝酸胺降解为亚硝酸盐与胺,起到抑癌作用。所以肠道菌群是促癌还是抑癌,关键取决于哪些菌群占优势。在肠道微生态平衡的情况下,抑癌的菌群占优势,所以主要是抑癌[6]。
2.4 肠道菌群与胆固醇吸收、胆汁酸代谢的关系
肠道菌群可视为人体正常的器官,这些正常菌群直接参与宿主的生理代谢活动,是宿主正常生理活动不可缺少的重要组成部分。内源性肠球菌作为人体内正常菌群之一主要定植于回肠和结肠部位,有些菌株可直接参与宿主的物质代谢过程。结肠菌群在肠道微生态平衡的情况下,可减少对胆固醇的吸收,降低血液中内毒素的浓度。结肠菌群在初级胆汁酸的代谢过程中也起重要作用,参与胆汁酸的肝-肠循环;能够代谢胆固醇,产生特异性的中性固醇[7]。结肠微生物中的水解酶和还原酶参与各种宿主共栖生物的代谢和肝-肠循环。研究表明,双歧杆菌、嗜乳酸杆菌制剂可使胆固醇转化为人体不吸收的粪甾醇。人体试验表明,食用含有保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的酸奶可降低血中胆固醇含量的5~10%,这对于治疗和缓解胆固醇血症具有一定的疗效。
2.5 肠道菌群对食物成分的发酵作用
结肠菌群的主要代谢作用是发酵结肠内非消化性膳食纤维成分以及内源性黏液,其发酵产物主要是H2、CO2、短链脂肪酸、乙醇、支链脂肪酸、氨、胺类、酚以及吲哚。其中,短链脂肪酸是碳水化合物发酵的终产物,乙酸与乳酸是结肠细胞(丁酸)、肝细胞(丙酸、乳酸)以及周围组织(乳酸)的能量来源,而且它们作为葡萄糖和脂肪代谢的调节因子发挥着一定的作用。短链脂肪酸还可以促进钙、镁以及铁在结肠内的吸收[8]。
3.微生态平衡与微生态失衡
从微生态整体观点,微生态平衡应包括微生物与微生物之间,微生物与机体之间,以及微生物、机体、环境三者之间的平衡关系。
微生态平衡是由多种内外因素维系着的,这些因素包括宿主、环境和微生物。宿主对微生态平衡的影响因素包括:宿主的种族、年龄、性别、发育状况、生理功能、习性、营养及休克、精神紧张、应激反应、感染、老衰、创伤、癌症、外科手术等等。环境对微生态平衡的影响因素包括:气候、食物、药物、抗生素治疗、化学物理因素、失重、外来刺激、缺氧、放化疗、辐射、激素治疗等等。
微生物对微生态平衡的影响主要指外来微生主对平衡的影响,如致病菌的感染会导致菌群失衡。微生态失衡也称微生态失调,是指正常微生物群之间与正常微生物群与其宿主之间的微生态平衡,在外环境影响下由生理性组合转变为病理性组合状态。微生态失衡包括菌群失调、细菌定位转移、血行感染、易位病灶四部分。定位转移、血行感染、易位病灶与菌群失调有密切的关系,是菌群失调的进一步发展。
4.导致微生态失衡的影响因素
许多因素可直接或间接影响肠菌群的生长、繁殖、代谢与定植等生理特征,宿主对肠菌群有影响,肠菌群以反过来作用于宿主,两者之间相互影响,控制着肠内微生态状况。
在健康状态下,只要健康的宿主所经受的环境压力与饮食保持恒定的话,肠菌群中的优势种群及数量就会保持相对稳定,使肠道菌群处于生态平衡状态。然而消化道生态系统并非是一成不变的,它本身是一个动态的开放系统。除内在因素影响外,外界环境(宿主因素)能够通过直接的(如通过进入消化道生态系统营养物的变化)或非直接的(如宿主的生理变化)方式作用于肠内菌群,使肠内菌群的生态平衡受到影响,其后果可能对宿主产生不良的效应,甚至导致出现疾病。对肠内菌群的影响包括以下几个方面:
(1)抗生素。几乎所有经口服的抗生素都会影响肠内菌群的平衡及生态状态。抗生素影响的强弱取决于药物的抗菌谱和到达肠管内药物的浓度。
由于抗生素引起的菌群总数量的降低,其后果可能是灾难性的。例如,在腹外科手术时,为防止手术后感染,给病人先服用了红霉素和新霉素,使体内需氧菌和厌氧菌的总数降至原来的20%和35%的水平。结果服用抗生素的病人手术后伤口感染率为9%,未服用抗生素的病人手术后其感染率为35%。这是一个好的方面,然而由于采用抗生素后引起有益菌减少的生态空间却很快被条件致病菌所充填并引发各种不良症状。
一个典型例子是当采用氨苄青霉素治疗时,导致有益菌下降,有害菌艰难梭状芽胞杆菌爆发性繁殖,最终引起假膜性结肠炎,再由该菌产生的毒素使得结肠黏膜表面被破坏,发生溃疡、便血及严重性的体重降低等症状。
另一个类似的例子是由于采用广谱性抗生素,导致另一种致病菌金黄色葡萄球菌的大量增加,引起肠炎。
抗生素的大量使用同时杀灭胃肠道、口腔、阴道和皮肤中有害和有益微生物,为那些对抗生素有耐药性的细菌、寄生虫、病毒和真菌提供了生长空间。在正常肠道中,寄生虫的量很少并不会引起症状,但是如果允许他们大量繁殖,则可以导致腹泻、炎症和体重下降。短期使用抗生素,多数人的菌群失调可以很快恢复正常,但是反复使用抗生素的情况下,恢复正常则非常困难。
(2)环境压力。如饥饿、外科手术、疾病侵袭、情绪波动等都会通过某种方式影响肠内菌群的改变。通过对宇航员肠内菌群的研究发现,当其情绪不稳定或愤怒时,肠内菌群都会出现较大的波动。
许多试验证明,日常工作紧张也可影响肠内菌群。痢疾感染、长时间旅行、大便干燥等情况下都会使肠内正常菌群遭受破坏。
(3)放射治疗能对肠内菌群造成破坏。在腹部进行X-射线、r-射线治疗以及服用具有放射活性物质,其后果尤为严重。
(4)合成的皮质激素如考的松和强的松是两种有效的抗炎药物,它们被慢性患者长期使用。但是长期应用会抑制免疫系统,导致副作用诸如对感染和寄生虫的抵抗力减低,胃和十二指肠溃疡,骨质疏松和其他问题。类固醇类激素会为真菌提供营养,长期应用会造成严重的假丝酵母菌感染,损害肠壁,导致各种症状如慢性疲劳、胃胀气、便秘、低血糖和月经前综合症等等。
(5)食物变化是一个非常重要的影响肠内菌群的因素。例如肉食性饮食可使肠内腐败性细菌增加,导致便秘、粪便出现难闻性气味等,而食物富含纤维的食品,可使肠道内有害细菌难于生长,有利于机体健康。
(6)由于食物中毒引起的急性腹泻,以及感染等都会影响肠内正常菌群的数量。从外部入侵的致病菌或由某些细菌产生的毒素都能使肠内正常菌群的数量产生变化。微生物产生的毒素包括胺、氨盐类、硫化氢、吲哚类、苯酚和次胆酸等。这些物质可以通过破坏肠黏膜的刷状缘造成肠黏膜的损坏。
(7)一切破坏正常生理结构的措施都可引起微生境的破坏,从而引起微生态失衡。在肠道外科各种器官的手术、干预或截除包括整形、插管,以及一切不利于宿主生理解剖结构的方法与措施,都导致微生态失衡或菌群失调。小肠污染综合征、盲袢综合征、憩室、静袢、回肠侧通、结肠切除以及胃切除等,都对肠道微生态系有明显的破坏,因而导致一系列微生态失衡现象,如脂肪泻、大细胞性贫血、碳水化合物吸收不良征、水与电解质吸收障碍,以及低蛋白血症等表现。
三、肠道微生态失衡与亚健康的关系
1.微生态失衡与亚健康互为因果关系
人体的微生态平衡和人体健康息息相关。比如人体的营养代谢和正常菌群有着密切关系;正常菌群能够发挥免疫调节的重要功能,对于人体抵抗各种各样的疾病发挥着不可或缺的重要作用。近年来,我国经济发达地区的居民膳食结构发生极大变化,这些地区在饮食习惯上倾向于较为精致的肉类、脂肪类食物,膳食纤维的摄入过少,加之抗生素滥用、环境污染等因素的影响,造成了人体微生态失衡状况。而由此导致的慢性病正成为我国公众营养健康的最大威胁之一。
亚健康与消化系统之间的关系十分密切,精神状态的变化能影响胃肠道黏膜和肝脏等血流动力学和分泌的失调。同时,也会引起胃肠道运动功能的变化和紊乱,从而导致胃肠道疾病的发生。各类微生物在人体内的内环境中形成一种微生态平衡,处于亚健康状态的人,其体内微生态往往失衡,肠内的有益菌群(如双歧杆菌)的减少,而导致有害菌群及人体毒素就此会占据优势,从而导致胃肠道疾病的产生。如:炎症,溃疡,良、恶性肿瘤。远离亚健康我们必须纠正不良的生活习惯,加强锻炼和营养的搭配。有研究显示,美国人所患疾病的90%都与消化问题有关。因此,消化系统功能失常,不仅会引起上腹胀痛、嗳气反酸等胃肠道症状,还会引起非胃肠道(即消化系统之外)的症状,如疲劳、湿疹、哮喘等。
人体碳水化合物代谢、脂肪代谢、蛋白质代谢等与正常菌群有着密切关系。正常微生物菌群的存在,对于我们人类抵抗各种各样的疾病起着重要的拮抗作用,发挥免疫调节的重要功能,发挥着不可或缺的重要作用。这样一个生态平衡和生态失衡是动态的,人体正常的益生菌处在动态的平衡当中。在平衡状态下,肠道这些微生物发挥着它们各自的作用,起着各种各样的有益作用。一旦生态平衡受到迫害,造成失调,体内有害菌大量繁殖,就会受到感染,甚至肿瘤会出现。肠道微生态系统是人体最重要,最庞大的生态系统,亦是一个特殊的生态系统。肠内大量微生态时刻处在动态当中,亚健康和微生态失衡具有密切联系,几乎所有引起亚健康的诱因都可能导致肠道微生态的失衡。肠道微生态的失衡既是亚健康的结果,同时也可能加重亚健康,导致疾病的发生。
2.微生态失衡导致各种肠道疾病的发生
2.1 肠道菌群失衡与二重感染
正常情况下肠道正常菌群与人体内外环境保持着平衡状态,对机体健康起着非常重要的作用,但在某些情况下,这种平衡状态被打破,就会形成菌群失调,导致疾病的发生或加重病情,进而使菌群失调加剧,形成恶性循环,甚至导致其他疾病的发生。抗生素应用不当是引起菌群失调的主要原因。抗生素在杀灭病原菌的同时也抑制了正常菌群的生长,实际上是使肠道无菌化。当正常菌群遭破坏,肠道的环境条件发生改变,某些耐药菌和外来致病菌就大量繁殖,引起菌群失调症。如临床常见的葡萄球菌、艰难梭菌以及白色念珠菌引起的假膜性肠炎。
2.2 肠道菌群失衡与小肠细菌过度生长
正常人的小肠上段细菌很少,但若先天性肠道不畅或因胃肠道手术及运动引起的小肠淤滞时,会造成肠道内致病菌如:金黄色葡萄球菌、艰难梭菌等的过度生长。当慢性萎缩性胃炎或某些原因致胃酸缺乏时,胃及小肠上段细菌也会大量繁殖,结肠及小肠下段的细菌出现上移,造成小肠的细菌增多,进而使结合胆酸分解为游离胆酸,影响脂肪的吸收,造成脂肪泻。由于腹泻引起肠黏膜多种寡糖酶、肽酶缺乏,影响糖、蛋白质的吸收又造成低蛋白质血症,从而更加重了腹泻;细菌代谢产生的短链脂肪酸、气体又会造成腹胀、腹痛。此外,由于细菌的过度繁殖,夺取食物中的维生素B12,还会造成大细胞性贫血等情况[3]。
2.3 肠道菌群与急慢性腹泻
外来的肠道致病菌进入机体会导致急性腹泻,急性腹泻患者由于常驻菌的大量排出,过路菌比例增加会导致菌群失调。当合理应用抗生素时,致病菌被杀死,腹泻结束病情恢复后肠道菌群也会逐渐恢复正常。若急性腹泻没能及时治疗,会导致慢性腹泻。慢性腹泻也会使常驻菌不断大量的排出,过路菌的数量相应增加。腹泻的发生会影响肠道蠕动功能,也会影响肠道正常菌群的比例,出现类杆菌、双歧杆菌、肠杆菌数量减少,而条件致病梭杆菌、酵母菌量增多,进而导致脂肪酸代谢紊乱和胆盐代谢障碍而引起腹泻,腹泻又加重菌群失调,形成恶性循环。
2.4 肠道菌群与便秘
现代医学研究证实,长期便秘会诱发不同的疾病而提早老化。粪便长时间地积存于肠道中,使有害菌大量繁殖,产生有害物质,被吸收入血液,进入肝脏,损害肝细胞。另外,便秘由于排便困难而常常需要用力屏气,使腹肌强烈收缩,导致腹腔内压力增高,当腹腔血管受到一定压力后,就会使血液大量回流到心脏,致使心脏负担加重,血压升高。不仅如此,便秘还会引起慢性溃疡、痔疮、肠癌、乳腺癌等病。在北京长青肛肠医院举行的北京地区便秘专题学术研讨会提供的临床资料显示:在发现“乳癌前期病变”的女性中有32%存在便秘症状,而无便秘的仅占5.1%;人肠道中有五种细菌可使粪便发酵产生与结肠癌相关的致癌突变原,便秘与肠癌有密切关系。所以便秘不仅仅是肠内遭到污染的证据,同时也是代表身体异常的一种信号。便秘虽是一种很常见的毛病,但并不能等闲视之,因为便秘与肠内菌群有很大关系,肠内菌群既可以诱发便秘,也能借助便秘产生各种危害机体的有毒物质。食物糟粕在肠道细菌作用下产生的毒素,可通过血液循环到达大脑,刺激脑神经,使儿童的记忆力、逻辑思维和创造思维能力发育受到影响。
便秘与肠内细菌的关系,早在20世纪20年代便有相关的研究,许多报告一致指出,如能增加肠内的有益菌,即可迅速有效改善便秘。学者发现,便秘者肠内菌群十分不平衡,粪便中的有益菌比健康者降低25%以上,也有报道说,在50%的便秘者粪便中,并无有益菌的存在。
3.微生态失衡与肿瘤性疾病的发生
许多研究表明大肠癌高发区与低发区人群在肠道菌群组成方面有很大的差别[9]。饮食对肠菌群有重要的作用,高脂肪饮食者有有害菌群,高纤维者有有益菌群。肠菌群的代谢产物非常复杂,有中间产物也有终端产物,还有复杂的酶系统。这些产物和酶系统对宿主的影响非常广泛。肠道癌症诱变剂的激活和产生与肠内菌群代谢的酶系统关系极大。
肠菌群能使饮食中化合物通过酶作用转变成致癌因子。例如南太平洋关岛居民常吃一种苏铁果,它含有甲氧基偶氮甲醇糖苷。若将这种化合物加入普通饮食中,具有致癌性,而加入无菌鼠中,则无致癌性。普通小鼠通过肠内菌群产生β-葡萄糖醛酸酶,将这种糖苷转变成有毒的糖基配体形式,吸收后到达肝脏和肾脏,引起肝或肾肿瘤。这项发现建立了肠菌群能使食物成分转化成癌症诱变剂的理论。
某些肠菌群具有脱羧酶类,使食物中蛋白质构成成分的氨基酸脱羧基,并形成各种腐败产物之一的各种胺类。大肠杆菌、沙门氏菌及变形杆菌属肠杆菌科成员(包括产气荚梭菌),都具有强烈的生成脱羧酶的能力。胺类对人体有毒性,但组胺有舒张血管、降血压和刺激组织发炎的作用;酪氨有升压作用。色氨酸经脱羧酶作用产生的靛基质具有强烈的致癌作用;酪氨酸与苯丙氨酸经肠菌群作用产生酚,酚可诱发普通大鼠的皮肤形成亚性肿瘤,有的还可诱发肝癌,但对无菌小鼠无作用。
肠道内的胺与胃肠中的亚硝酸盐相结合可形成强烈致癌作用的亚硝胺。亚硝胺形成的最适pH是3.4,因而胃是最适宜的场所。又通过大肠杆菌、肠球菌、梭菌、类杆菌,在pH 6.5时形成胃癌的主要诱变剂亚硝胺。据南美调查,胃无酸症或缺乏症的病人也多发胃癌,他们认为可能与下消化道细菌上行,把二级胺与硝酸盐合成为亚硝胺有关。
4.肠道菌群失衡与肝脏疾病
许多慢性肝病病人都伴随有肠菌群失调症状,其体内的正常生理性细菌受到抑制,消化和吸收发生紊乱,许多蛋白质消化不完全,发生吸收与代谢障碍,使氨类等有毒物质大量积累,进入血中。此外,由于大量使用抗生素,消除或抑制了肠道中敏感的生理性厌氧菌,使在正常情况下因菌际之间的相互制约而受抑制的需氧菌,尤其是需氧的革兰阴性杆菌便可大量繁殖,成为其大量释放内毒素的前提。
内毒素是肠道内革兰阴性杆菌细胞外膜的脂多糖,主要通过肝脏解毒。在肝硬化甚至在慢性肝炎阶段,即已存在肠道微生态失调,出现双歧杆菌、类双歧杆菌减少,革兰阴性杆菌过度生长。在肝硬化时,门脉高压,胃肠道淤血,使肠黏膜屏障功能受损,肠腔pH改变,导致菌群失调。失调程度与肝功能损害程度成正比。虽然肠道内的致病菌可产生大量内毒素,但完整的肠黏膜能发挥有效屏障作用。以专性厌氧菌为主的正常肠道菌群,也限制了致病菌及其内毒素与肠黏膜的接触,防止内毒素进入血循环。内毒素血症与肝功能损害互为因果,是肠源性内毒素血症、肝功能衰竭综合征的共同基础。肝性脑病的发生发展与内毒素血症密切相关。肠道菌群失调是血浆内毒素水平升高的重要原因之一。
患肝病还会造成消化道运动减弱,抗体、溶菌酶等分泌减少,更有利于细菌生长,肠道内细菌上移进入胃、小肠上段生长,出现细菌易位。肝硬化因门静脉压力升高导致胃肠道淤血,黏膜充血,组织水肿,胃肠道的蠕动变慢,肠道通透性增加,pH值改变,机体防御功能低下。当同时伴有以上原因,常造成腹泻。细菌的过度生长尤其是小肠内的拟杆菌和梭菌的定居和繁殖是并发肝性脑病的重要原因,细菌易位也是肝硬化并发症如自发性细菌性腹膜炎的主要原因。
5.微生态失衡与高胆固醇血症
流行病学调查表明,过多摄入动物脂肪(饱和脂肪)会导致肠内胆汁酸的分泌量增加,胆汁酸的增加促进食物中的胆固醇的吸收,相应血液中胆固醇亦增加。Keys等人认为,来自饱和脂肪的总摄取能量每增加1%,血浆胆固醇水平会增加0.27mg/ml,这种增加大多数表现在LDL水平的增加上。一般认为,饱和脂肪通过抑制了LDL受体的活性而增加了LDL水平。从所有这些证据可以得出结论:减少膳食中饱和脂肪的摄入可以降低血浆胆固醇水平和心脏病引发风险。
已经证实吸烟、高血压和血液胆固醇水平过高是已被确认冠心病的危险因素;肥胖症、糖尿病、缺乏运动和心理行为形式也是导致冠心病的潜在危险因素。有大量证据证实血胆固醇升高与冠心病相关。肠道菌群可视为人体正常的器官,这些正常菌群直接参与宿主的生理代谢活动,是宿主正常生理活动不可缺少的重要组成部分。内源性肠球菌作为人体内正常菌群之一主要定植于回肠和结肠部位,有些菌株可直接参与宿主的物质代谢过程。国外报道某些肠道菌群成员可直接参与宿主的胆固醇代谢,并对异常代谢进行调整,使之恢复正常。日本河谷康雄曾从健康人肠道中分离出一株具有降低胆固醇的菌株。Gilliand报道,自猪粪便中分离出的一株乳杆菌能明显抑制猪的胆固醇饮食而致的血胆固醇高的作用。
6.肠道菌群失衡与机体免疫功能下降
肠道菌群在肠道免疫中起着非常重要的作用。肠道菌群的生态平衡是维持正常消化功能和防止疾病发生的一个重要因素,当外界环境变化时,肠道内的条件性病原菌就会引发消化道疾病,此时黏膜屏障的功能就会受损,肠腔内细菌可达到肠系膜淋巴结,并可能进一步侵犯远处脏器。
梁庆红等[9]研究发现肠道菌群失调后,小鼠脾脏溶血空斑数减少、巨噬细胞吞噬率降低、T淋巴细胞数量及IL-2的含量减低、脾脏的重量减轻,说明肠菌群失调不仅可以降低机体特异性免疫功能,也可降低非特异性免疫功能。免疫功能下降可导致机体的二重感染、医源性感染或新的感染,这些不良后果又可加重菌群紊乱,形成恶性循环。
Tada等[10]研究发现肠道正常菌群数量减少后,小鼠骨髓和外周血中粒细胞减少,无菌小鼠骨髓粒细胞、外周血和肝脏中的粒细胞也较正常小鼠减少,证明肠道正常菌群在维持骨髓造血功能和外周血中的粒细胞水平方面发挥着重要作用。
7.微生态失衡与胃肠功能障碍
胃肠功能包括消化食物和吸收营养功能障碍,会出现呕吐、腹泻、腹痛、腹胀和便秘等征象。肠内菌群失调与胃肠功能障碍互为因果,由胃肠功能障碍引起肠内菌群失调,在儿科多见于各种肠道发育异常,如先天性巨结肠时,粪便在结肠内淤结,致使肠内有害菌如难辩梭形杆菌、金黄色葡萄球菌等非但未被清除,反而能不断繁殖过生,引起小肠结肠炎。同时由于结肠高度膨胀,肠壁屏障作用受损,这些细菌还可乘虚进入全身引起败血症。类似这种由于肠淤滞或肠梗阻(接近十二指肠回肠连接部)引起小肠或结肠内细菌过生,称之谓小肠细菌过生,临床上表现为单糖或双糖吸收不良和持续性腹泻。
在临床上更多见的是另一种情况,即由于肠内菌群失调,导致胃肠功能障碍。最常见的就是抗生素引起的腹泻,如念珠菌性肠炎,和由难辨梭形杆菌或其毒素引起的腹泻。后者表现有:①抗生素伴同性结肠炎,多数在使用抗生素3~12天后出现水样便,系毒素所致。②抗生素伴同性伪膜性结肠炎,出现血性便;③中毒性巨结肠或小肠毒性扩张,甚至发生肠穿孔及腹膜炎。
8.微生态失衡与人体衰老
一项正在进行的调查更是触目惊心:全球85%人群遭遇肠道超前老化。也就是说85%以上人群肠道实际年龄比自然年龄老化20~30岁。肠道老化正日化趋严重,轻者导致肠功能紊乱、营养吸收差、钙铁锌及维生素缺乏、机体免疫力下降,重者就会因肠道的超前衰老而过早死亡而不得不走向生命的终点。科学家形象地将此类现象称为“肠道沙漠化”。据世界卫生组织最新资料:中国有1.2亿人口患有不同程度的胃肠疾病,其中,尤令人忧虑的是青年群体,据统计,中国8000万白领阶层中肠道疾病患者达68%,而这一比率仍有上升趋势。而老年肠道患者占70%以上,情况更不容乐观。所以,不管是青年或是老年人,我们都应该更加重视肠道的健康。
肠功能失调与其他老年性疾病(如心血管,脑神经等)相比,因其对老年人的生活不会有严重的影响,容易被忽视,长此以往不但对肠道造成伤害,并且会继发性地引起其他系统的病变.大多老年人认为心、脑、肝、肾与健康密切相关,而对肠道却不屑一顾.殊不知,病从口入,肠道健康与否直接关乎到生命的安危,并且是保证其他器官发挥正常功能的基础.俗话说:"民以食为天".看看人体各个部分,与所谓的"天"关系最密切的就是消化道,而消化道中将食物转变成对人体有用的营养成分,并将他们充分吸收的关键部位便是肠道.消化道中一切器官都是为肠道能够消化并吸收食物服务的,人体失去了肠道健康,就像绿叶没有了输送养分的枝干.“肠道是人体第二大脑”,好的肠道是我们身体健康、延年益寿的法宝。反之,就会成为万病之源、成为人体衰老的加速器!因此,肠道保健,刻不容缓!
临床医学家及世界卫生组织的调查结果均表明,肠道微生态与人的寿命、健康密切相关。肠道微生态平衡时,肠内细菌就有益于人体,例如它们参与许多糖类、脂类、蛋白质的分解吸收,增进各种养分的摄取,协助人体完成胆汁酸、胆固醇等代谢过程;作为抗原刺激,提高机体免疫功能。而在微生态失调时,有害菌产生的毒性物质或内毒素的释放,以及肠内细菌导致的内源性感染等又会加速衰老和死亡。
超氧化物歧化酶(SOD)存在于各种生物体中,它具有解除氧自由基的毒性作用,对延缓衰老期起着至关重要作用。蓝景刚等用双歧杆菌喂养大鼠,发现大鼠血中SOD活性明显升高,过氧化物酯酶无变化,而对照组与衰老有关的过氧化物酯酶显著增加。另外,根据流行病学调查显示,长寿老人中肠内双歧杆菌的数量明显高于普通老人肠内双歧杆菌的数量,肠道微生态的情况和青年人相似,说明双歧杆菌具有清除自由基、延缓衰老的作用。双歧杆菌是延缓衰老的诸因素之一。
对动脉硬化、高胆固醇血症、糖尿病、老年性痴呆等肠道检查有菌群失调者,有人用双歧杆菌等复合制剂,对治疗其肠道菌群紊乱和改善症状取得了一定的疗效。
9.微生态失衡与皮肤疾病
信奉自然疗法的人们常坚持认为:皮肤疾病往往表明了人体的毒素正试图从皮肤找到排出的通道,这些毒素在排出体外时便会引起炎症和刺激。肠道的正常菌群在微生态平衡是有助于毒素的分解并经过肠道排出体外,如果经常发生便秘,肠道中的腐败菌就会大量繁殖产生各种毒素,在结肠中停留时间越长,毒素进入体内的量越多,毒素随血液传遍全身,而这些毒素透过皮肤分泌出来,会引发皮肤发炎或形成痤疮。欧洲学者研究发现,大部分痤疮患者在服用益生菌两周左右,痤疮基本消失。皮炎和湿疹是过敏性皮肤常见的皮肤病。通过饮食调整如服用益生菌或益生元,可缓解或治愈,这与益生菌的免疫调节作用有关。
10.肠道菌群与精神系统疾病
研究者曾对14例精神分裂症和8例狂躁型精神病患者进行检测后发现,这些精神病患者都有不同程度的肠道菌群失调[11、12]。患有肠渗漏综合症患者出现菌群失衡,会使未被消化的化学物质(包括重金属和其他有害物质)渗入到肠道内层,进入血液循环,使消化道与大脑产生联系,有毒的成分释放的表现之一就是自闭症。有学者研究,许多自闭症儿童常伴有慢性胃肠疾病或不适。肠菌群紊乱有可能导致一种或多种产神经毒素的肠道细菌在肠内定植,这在一定程度上引发自闭症患者的症状。临床证据显示,超过90%的自闭症儿童患有慢性小肠结肠炎,他们的淋巴瘤增生情况比比那些有炎症性肠病的儿童的非自闭症儿童高6倍。恢复自闭症儿童的肠道功能对其症状的改善是有帮助的。国外医生认为,使用益生菌虽不能直接治疗焦虑或抑郁症,但能有效缓解症状。有研究证实使用色氨酸对治疗抑郁症有效,而益生菌在代谢中恰好降解蛋白质产生色氨酸。益生菌还可抑制产生毒素的有害菌。另外,一些亚健康状态,如失眠、精神萎靡不振、厌食、疲劳等也与肠道菌群失调有关,这是由于长期的肠道菌群失调影响消化和吸收,精神状态和精神疾病在一定程度上也会受肠道正常菌群的影响。
综上所述,肠道微生态是机体最重要、最庞大,尤为特殊的生态系统。肠道内大量微生物菌时刻处在动态平衡和相对稳定之中。众多因素影响这个平衡。人体亚健康的发生、发展和治疗转归均伴随着肠道微生态正常菌群的变化或失衡。几乎所有亚健康的原因都可能导致肠道微生态失衡。肠道微生态失衡即是亚健康症状的发生的结果;也可能是亚健康原因。
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