人类如何控制肠道菌群？限制给它们“吃肉”！

[原文来自：www.ii77.com]

众所周知，肠道细菌与我们的生理和心理健康息息相关。那问题来了，它们在我们体内是否会有无限量的营养供应以保障其生存呢？过去，科学家们倾向于认为肠道是这些微生物的天堂，但事实证明这个假设并不正确，不过这对于我们来说是个好消息。

根据最近一项研究表明，我们的身体所承载的细菌数量远超乎我们想象，超过一半部分并不属于我们。数以万亿计的病毒、真菌、细菌和其他微观生物覆盖着我们的皮肤，而它们中相当多的一部分定植于肠道。

我们依靠这些微生物群落来消化食物、合成维生素、增强免疫系统，甚至维持心理健康。这种相互依赖性使得有益的共同进化出现，微生物和人类之间的巨大共生关系已经存在了数千年。

但最近的研究表明，这种关系并非那么乌托邦，而且还更具对抗性。美国杜克大学医学院的科学家们通过一项新研究发现，宿主会使他们的微生物居民挨饿，从根本上将微生物束缚在肠道中。该研究发表近日已发表在《Nature Microbiology》上。

研究通讯作者Lawrence A. David博士说：“似乎我们和细菌之间存在强弱排序，不出意外，我们作为宿主会拥有更多的主动权。”而这一发现与过去关于人体肠道微生物组的观点产生矛盾。后者认为，肠道对于细菌来说是一个拥有充足食物和资源的环境，就像Willy Wonka的巧克力工厂一样。

我们的肠道会饿死细菌吗？如果是的话，这是如何发生的，原因又是什么？

肠道对细菌的优势

这项研究的假设是由哈佛大学的博士研究生Aspen Reese所提出。基于她生态学专业的背景，Reece从资源的自然竞争角度来思考肠道细菌问题。她认为，在几乎所有的生态系统中，栖息者都倾向于争夺有限的资源。因此，她想了解肠道微生物是否也会如此，并且她进一步推测，水体中的细菌受限于获取氮或磷等营养素，那么细菌在肠道中可用的氮供应是否也受限呢？

为了找到这个问题的答案，Reese及其同事设法从30多种不同的哺乳动物中采购粪便，包括来自肯尼亚的野生斑马、长颈鹿和大象；来自新泽西的家养羊、牛和马；来自北卡罗来纳州的人类。她将样品磨碎并计算微生物可利用的氮和碳原子数。

结果显示，人体肠道中的微生物每十个碳原子平均只能获得一个氮原子，而大多数自由生活的微生物享有由每四个碳和一个氮组成的饮食。

为了证实肠道环境中有限的氮供应确实控制了细菌的“自由”，Reese还给小鼠喂食富含蛋白质的饮食，这种蛋白质天然含有高水平的氮。结果发现，饮食中蛋白质水平增加时，小鼠肠道中的细菌数量也增加了十倍。更重要的是，当她向小鼠的血液中注入氮时，其中一些氮最终进入肠道细菌，这表明宿主可以通过肠道内的细胞分泌氮，以拯救微生物免于饥饿。

David说：“我们的发现支持了这样一种观点，即我们已经进化出通过让细菌挨饿来控制它们的能力。这也解释了为什么西式饮食对我们不利。当人们摄入过多蛋白质时，就会影响宿主吸收小肠中氮的能力，而更多的氮会到达大肠，从而削弱我们控制肠道微生物群落的能力。”

Reese在评论肠道是细菌的天堂这一观点时说：“相对于自然中的其他环境，肠道环境并没有那么残忍，因为微生物对人类是有益的。细菌只是想尽力生存下去，而周围的可用食物就这么多。”

然而，科学家们也分析了使用抗生素来控制肠道细菌的危险。他们再次使用小鼠进行实验，研究结果在今年早些时候已发表在《eLife》杂志上。

作为这项研究的一部分，研究人员在五天里对10只小鼠使用抗生素，然后每天收集其粪便样本并进行分析。

这项实验表明，在没有细菌“吃”它们的情况下，硝酸盐或硫酸盐之类的物质就会在肠道中过量积累。

如果停止对小鼠使用抗生素，它们的肠道微生物就会恢复平衡。Reese解释说：“我们并没有真正意识到肠道中“正确”的细菌数量是多少。一点细菌也没有的话就太少了，但是充满细菌又太多了。”另外，虽然小鼠在使用消灭细菌的强力药物之后能够相对容易地恢复，但是对于人类来说并非如此。

竞争的重要性

这是因为，在某种程度上，啮齿类动物可以通过互食对方粪便来重新获取特定细菌，但是我们人类不会这么做。当人体微生物组失去平衡后，病原体会更容易地占据主导地位。

David 博士说：“通常情况下，病原体很难在肠道内定植。为了生存，他们还有数万亿的其他细菌需要击败。但是如果我们突然消除微生物对资源的竞争，我们就会失去对微生物的控制，而那些有害细菌就会引起令人讨厌的疾病。”

研究人员指出，可能有一种方法可以帮助维持精微的细菌平衡。目前，该研究团队正在研究如何利用饮食，尤其是益生元和益生菌来促进肠道健康。

Reese说：“在演化过程中，我们的身体有机会把这一切都弄清楚，并建立系统来控制微生物群。”

她补充说：“作为生活在当代社会的研究人员，我认为我们应该弄清楚肠道细菌的正确数量，以及如何维持它们。”

转自：中国生物技术网