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肠道微生物是如何影响我们的身体和大脑的?

发布时间:2024-11-15 11:54:55

肠道微生物对我们的身体和大脑有着多方面的深远影响,以下为您详细阐述:

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一、肠道微生物对身体的影响


  • 营养吸收方面

    • 协助消化食物:肠道微生物能够帮助人体分解一些难以消化的食物成分。例如,它们可以发酵膳食纤维,将其转化为短链脂肪酸(如乙酸、丙酸、丁酸等)。这些短链脂肪酸不仅是肠道上皮细胞的重要能量来源,有助于维持肠道黏膜的完整性,保证肠道正常的吸收功能,还能促进肠道蠕动,使食物在肠道内的消化和运输更加顺畅。

    • 促进矿物质吸收:某些肠道微生物还能协助人体吸收矿物质,比如帮助增加肠道对钙、铁、镁等矿物质的吸收。这对于维持骨骼的健康生长(钙的吸收对骨骼矿化和强度增加很重要)、预防缺铁性贫血(铁的吸收不足会导致贫血)等方面起着关键作用。

  • 免疫系统调节方面

    • 刺激免疫发育:在婴儿出生后,肠道微生物逐渐定植并开始发挥作用,它们能够刺激免疫系统的发育。例如,双歧杆菌等肠道微生物可以诱导肠道相关淋巴组织产生免疫球蛋白 A(IgA),这是人体抵御病原体的第一道防线,能够阻止细菌和病毒与肠道上皮细胞结合,从而预防感染。

    • 维持免疫平衡:肠道微生物还可以通过调节免疫系统的平衡来预防过敏反应和自身免疫性疾病。正常情况下,肠道微生物能诱导调节性 T 细胞(Tregs)的产生,Tregs 能够抑制过度的免疫反应。当肠道微生物失衡时,可能会导致过敏反应增加或自身免疫性疾病的发生风险上升,比如剖腹产出生的婴儿,由于没有经过母亲产道菌群的定植过程,肠道微生物建立过程不同,患过敏症的风险相对较高。

  • 肠道屏障功能方面

    • 增强黏膜屏障:肠道微生物有助于维持肠道黏膜的完整性。它们可以刺激肠道上皮细胞分泌黏液,形成一层保护屏障,防止肠道内的有害物质(如细菌、毒素等)穿透肠道黏膜进入血液。同时,肠道微生物还能促进肠道紧密连接蛋白的表达,这些蛋白可以进一步加固肠道黏膜的屏障作用,减少肠道通透性,降低肠道感染和炎症的风险。

    • 抵御病原体入侵:肠道微生物在肠道内占据一定的生态位,与外来的病原体存在竞争关系。它们通过竞争生存空间、营养物质等方式,阻止病原体在肠道内定植和繁殖,起到抵御病原体入侵的作用。例如,当肠道内有益菌数量充足时,能够抑制有害菌如大肠杆菌、沙门氏菌等的生长,保护肠道健康。

二、肠道微生物对大脑的影响


  • 神经递质合成方面

    • 血清素合成:大约 90% 的血清素(一种重要的神经递质,在情绪调节、食欲控制和睡眠等方面有重要作用)是在肠道中合成的,而肠道微生物在血清素的合成过程中起着重要作用。它们通过影响肠道内血清素前体物质的代谢,间接调节血清素的合成量和释放时间,进而影响人体的心理和生理状态。例如,当肠道微生物失衡时,可能会导致血清素合成减少,从而影响人的情绪,使人出现焦虑、抑郁等情绪问题。

    • 其他神经递质:肠道微生物还可能影响其他神经递质的合成,如多巴胺、γ- 氨基丁酸等。虽然目前对于这些神经递质与肠道微生物之间的具体作用机制还在进一步研究中,但已有证据表明它们之间存在着关联,这些神经递质同样对大脑的功能和情绪状态有着重要影响。

  • 肠 - 脑轴通信方面

    • 免疫途径:肠道微生物可以通过影响免疫系统来实现与大脑的通信。当肠道微生物失衡引发肠道炎症时,炎症因子(如白细胞介素 - 6、肿瘤坏死因子 -α 等)会通过血液循环到达大脑,影响大脑的神经细胞活动,进而可能导致情绪变化、认知功能下降等问题。同时,免疫系统中的免疫细胞(如巨噬细胞、淋巴细胞等)也可以携带肠道微生物的相关信息,通过血脑屏障的一些特殊通道进入大脑,实现信息传递。

    • 神经途径:肠道和大脑之间存在着直接的神经连接,即迷走神经。肠道微生物可以通过刺激迷走神经的感觉神经末梢,将信息传递给大脑。例如,当肠道内有益菌生长良好时,它们可能会通过迷走神经向大脑发送信号,让大脑感知到肠道的健康状态,从而使人感觉良好,情绪稳定。相反,当肠道微生物失衡时,也会通过迷走神经向大脑传递不良信息,可能导致大脑出现应激反应,影响情绪和认知功能。

    • 代谢途径:肠道微生物的代谢产物可以通过血液循环到达大脑,从而影响大脑的功能。前面提到的血清素等神经递质就是肠道微生物代谢产物影响大脑的例子之一。此外,一些其他的代谢产物,如短链脂肪酸,除了在身体内发挥作用外,也能通过血液循环到达大脑,在大脑中发挥一定的作用,比如可能影响大脑的能量代谢、神经细胞的生长和分化等。


肠道微生物通过上述多种途径,在身体的营养吸收、免疫系统调节、肠道屏障功能等方面以及大脑的神经递质合成、肠 - 脑轴通信等方面发挥着重要作用,深刻影响着我们的整体健康状况和心理状态。