诺奖热门“肠道菌群研究”都研究出了什么

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<article><section data-type="rtext">出品：科普中国制作：中国科学院微生物研究所 任园园监制：中国科学院计算机网络信息中心2015年9月24日，万众瞩目的“引文桂冠奖”由汤森路透出版集团正式发布。这个奖项之所以如此出名，是因为获此殊荣的科学家，有很大机会摘得诺贝尔奖的王冠。今年的“引文桂冠奖”授予了18位科学家，他们都是诺贝尔奖的有力竞争者，其中医学组高居首位的是美国圣路易斯华盛顿大学的Jeffrey I.Gordon教授。他和他的团队，通过对肠道菌群的长期和细致研究，揭示了人与肠道微生物间的复杂关系，发现肠道菌群失调与营养不良、肥胖症、糖尿病等疾病息息相关。Gordon教授的研究成果，为我们理解肠道菌群与人体健康之间的微妙关系，提供了全新的视野。
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 肠道菌群，作为寄居在人体肠道内微生物群落的总称，是近年来微生物学、医学、基因学等领域最引人关注的研究焦点之一。近年来的研究逐渐揭示了肠道菌群的构成、数量、如何进入人体、如何辅助消化、如何影响肠道发育，以及肠道菌群失衡如何影响整体健康。但肠道菌群如此庞大，与人体的交互关系如此复杂，关于肠道菌群仍有诸多悬而未解的难题。无外乎很多科学家将其称为人体的另一个器官，甚至“另一个你”。不仅如此，组成“另一个你”的细菌的数量，比组成“你”的细胞数量，还要多!我们都知道，细胞是构成人的基本单位。一个成年人的细胞数量大约是数十万亿的量级，也就是1后面13个零。肠道菌群有多少细胞呢？1后面14个零。其次，肠道菌群的基因数量也比你多。虽说单个细菌很简单，基因数远比不上复杂的人类基因，但架不住人家种类多。肠道菌群包含500至1000种不同的细菌，基因总数是人类的100多倍。最后，之所以把肠道菌群称作另一个你，是因为它与人的健康息息相关，并且，它的“喜怒哀乐”，甚至会影响到人的方方面面。我们今天就来讲述诺奖热门成果，有关肠道菌群的那些事儿。<img src="https://t1.huanqiu.cn/70bcd8fe794839a235247162c2f56f24.jpg?imageView2/2/w/1260"/>图1 典型肠道细菌(左上)双歧杆菌，(右上)乳酸杆菌，(左下)肠球菌，(右下)大肠杆菌肠道菌群是什么？这里有三个关键词，肠道、菌、群。研究微生物的科学家，给了一个通俗易懂的定义——生存在人的肠道里的大量细菌构成的集体，就叫做肠道菌群。这家伙并不是人与生俱来的。胎儿在子宫里是处于无菌状态的，但胎儿出生后，伴随第一口呼吸、第一口乳液、第一嘴辅食，肠道菌群的始祖们，也随着食物、空气、水进入肠道并安营扎寨，不断壮大队伍，扩充地盘，最终形成稳定的菌群构成。这个外来户，将从此伴随你一生，也将与你有数不清的瓜葛。肠道菌群有什么？前面说了，肠道菌群构成复杂，细菌种类繁多，但还是能划分为三种类型。第一种是共生菌群，主要有拟杆菌、梭菌、双歧杆菌、乳酸杆菌。这几个名很熟悉吧，现在各类产品中铺天盖地的益生菌，说的就是后两者，有很多益生元或益生素就是用于补充或者刺激双歧杆菌的生长。这些细菌势力最为庞大，占到了肠道菌群的99%以上，跟人形成良好的合作关系，辅助消化多种食物，并保护我们的肠道。第二种是条件致病菌群，主要有肠球菌、肠杆菌等。这些家伙数量不多，但属于肠道里的不稳定因素。肠道健康时，共生菌群占压倒性优势，条件致病菌群就很安分;但要是共生菌群被破坏了，这些家伙就会引发多种肠道疾病。第三种是致病菌群，比如沙门氏菌、致病大肠杆菌等。它们是健康的破坏者，本不属于肠道，但一旦误食进入肠道，就会兴风作浪，导致腹泻、食物中毒等。肠道菌群都干些什么？肠道菌群，或者说共生菌群，不是住在你的肠道白吃白喝的，它与你的健康休戚相关。首先，也是最重要的，帮你吃饭。人是所有生物中饮食最复杂的，肉、菜、谷物，无所不食。但吃是一码事，消化吸收是另一码事。人最主要的消化器官就是肠道，但面对如此繁多的食物，纵使肠道有三头六臂，也处理不了这么繁重的工作。于是在人类漫长的进化史中，肠道请来了帮手——共生菌群。肠道为它们提供天然的厌氧环境作为住所;后者特别擅长分解复杂纤维和多糖，把得到的葡萄糖、维生素、脂肪、微量元素，作为房租交给肠道，供人体吸收。两者各取所取，有饭一起吃，有钱一起赚。其次，保护你的健康。一方面，大量的菌群黏附在肠壁上，为肠道穿上了一层天然的铠甲，避免肠壁与有害物质直接接触。另一方面，共生菌群会与肠道的免疫系统形成互动，刺激后者的发育，使肠道应对致病微生物的“反导系统”更加强大。此外，共生菌群还会直接上阵，帮助消灭致病菌。因为共生菌群与致病菌群都以肠道为生存环境，致病菌的入侵，直接侵占了共生菌群的地盘。面对这种情形，占绝对优势的共生菌自然不会答应，第一时间就会通过“菌数”优势，压制致病菌势力，在保护自己家园的同时，也保护人体的健康。再者，调节你的生理。正常的肠道菌群，为了改善自己的居住环境，也就是你的肠道，会将分解的短链脂肪酸滋养肠壁细胞，促进肠壁细胞的生长和更替，还能促进肠壁分泌更多的消化酶。同时，它们还能调节肠粘膜的生长，让受损的肠粘膜更快的得到修复——自家房子漏雨的还不赶快修呀。除此之外，肠道菌群能产生类胡萝卜素类物质，降低动脉硬化和中风的风险;还能通过跟淋巴系统谈判，降低对食物的过敏反应。更为神奇的是，最新的研究成果表明，肠道菌群能根据对它对食物的喜好，调节你的生理和心理状态。图2：大肠杆菌电镜图肠道菌群该如何保护？肠道菌群并不是简单的细菌群落，很多科学家认为，肠道菌群甚至可以看作是人体内的另一个有器官，需要你的细心呵护。美国华盛顿大学Jeffery Gordon教授的研究成果表明，肥胖症、糖尿病这些高发疾病，都与肠道菌群失调密不可分。保护肠道菌群，首要平衡膳食。多吃蔬菜、杂粮等富含纤维素的食物，既喂饱了肠道菌群，也能为身体提供多种维生素和微量元素;而长期大鱼大肉、高热高脂饮食，既不利于肠道菌群生长，也增加自身罹患三高的风险。其次规律作息和饮食。肠道菌群在与人体的长期磨合中，也形成了自己固定的生物钟和食谱。很多年轻人起居不规律，动辄熬夜通宵;饮食不规律，饥一顿饱一顿，喜尝新鲜事物;长期下来，肠道菌群势必失调，引发多种疾病。再者还可适度进补。多进食一些富含益生菌的发酵食物，比如酸奶、豆制品，相当于把益生菌吃进去，在一定程度上也能壮大肠道共生菌群的队伍。最后，重要的事情说三遍，切勿滥用抗生素!切勿滥用抗生素!切勿滥用抗生素!长期服用、滥用抗生素，特别是广谱抗生素，会将共生菌和致病菌同时杀掉，对肠道菌群造成严重影响，破坏肠道菌群平衡。因此，必须遵照医嘱，按量使用。“科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。本文由科普中国出品，转载请注明“来源：科普中国”。</section></article>

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