人体微生物与健康VIP专享VIP免费

人体微生物与健康编者按：人体内外存在着大量微生物，它们帮助人类消化吸收营养、合成维生素、参与代谢调节、调控免疫机能、甚至影响着我们的情绪和认知行为。每个人都携带着具有其个体特征的微生物群体，对个体微生物的研究将在医学领域提供许多新的治疗和诊断途径。陈紫微编译微生物在我们生活的环境中无处不在，但长久以来，它们总是作为致病源而引起人们的注意。实际上，我们的体表和肠道中也生活着大量微生物，它们并不会使我们生病，反而对我们的健康起着重要作用，然而，这些小生物与人类关系的密切程度却鲜为人知。大量居住在人体的微生物都是人类的好朋友人体微生物的种类有数千种，其数量是我们自身细胞总数的1到10倍。我们常说人体寄生着大量微生物，而更确切的说法是，它们与我们共生。早在人类在地球上行走之前，动物与微生物就建立起各种互利共生关系——动物体为微生物提供保护及营养丰富的生存环境，作为回报，微生物则发挥其基因优势，帮助动物分解营养物质、合成维生素等。在漫长的进化过程中，向微生物“借基因”是动物获得新技能的条捷径。有科学家把人体的微生物群落看做是一个新近发现而尚待探索的“器官”，因为它们参与着我们赖以生存的各项生理过程。比如，居住在大肠中的一些微生物能合成人类自身无法合成的B族维生素。维生素Bl、B2、B7是细胞能量代谢所需的辅因子，维生素B6在氨基酸合成中扮演重要角色，维生素B9参与核酸的合成这些生化反应对于微生物和人类来说都至关重要，所以，B族维生素是微生物和人类共同所需的。然而，还有一些微生物基因却是全心全意地为人类服务，比如，肠道微生物合成的维生素K可以帮助人类凝血，对微生物自身却用处不大，这也可以看做是一个微生物和人类共同进化的证明。小肠中的微生物可以分解人类无法消化的营养物质，使其易于被人体吸收。肠道微生物们是分解淀粉、纤维素、蔗糖等碳水化合物的好手，据估计，人体吸收的卡路里中约有10%是在微生物的协助下完成的，如果没有它们，这些营养物质就只能穿肠而过。肠道微生物还会分泌信号分子到人体血液中，参与大范围的代谢调控。从肠道微生物释放的信号分子不仅参与调节肝脏和肌肉细胞对能量的储存和利用，还能影响人体对胰岛素的反应性，甚至参与调控我们的食欲和体重。一个具体的例子是我们大肠的细菌在分解食物中的纤维素时，会产生蚁酸，蚁酸通过血液系统到达肾脏，调节盐代谢，从而影响我们的血压。肠道微生物不仅帮助我们消化吸收营养、参与身体的代谢调控，它们甚至影响着我们身体的免疫机能。微生物影响人体免疫功能的方式有很多：首先，微生物生长时会分泌抑制其他微生物生长的物质，所以，人体正常菌群的平衡可以帮助我们抑制其他病菌的侵入。另外，微生物在免疫系统发育的过程中起着一定作用。实验发现，在无菌环境中长大的小鼠小肠周围的淋巴组织发育紊乱，没有正常小鼠所具有的毛细血管系统，体内的抗体也很少。不仅如此，微生物还会不断地“训练”我们的免疫系统——有益的肠道微生物能增强我们体内的抗体合成，同时能提高宿主免疫系统对自身微生物和自身细胞的识别容忍，从而降低自身免疫疾病的发生。此外，肠道微生物还能合成一些抗炎物质，抑制过度的免疫反应。值得一提的是，研究发现，炎症发生率低的个体，患癌症的风险也较低。肠道微生物还会影响大脑发育、调节我们的情绪。一些微生物能合成大脑发育所需的不饱和脂肪酸ARA和DHA,这些物质是神经元生长和维持所需的重要成分，人类自身无法合成,只能从食物摄取或依赖肠道微生物的帮助。另外,我们的肠道周围有很多神经结,它们通过迷走神经与大脑相连,形成脑-肠神经轴。肠道微生物可以合成GABA、5-羟色胺、褪黑激素、乙酰胆碱等神经递质,参与我们中枢神经系统的调节,进而影响我们的情绪和认知行为。图1：肠道微生物合成的信号分子（如5-羟色胺）可能通过体液系统或迷走神经连接参与调节激素分泌和中枢神经系统的情绪认知。除了肠道，我们的皮肤和粘膜表面也居住着大量微生物，它们同样具有重要的生理功能。皮肤表面的正常菌群除了分泌抗生素，帮助我们抵御病原菌外，还可将皮脂腺的分泌物转化为一种具有保湿作...