肠道微生物对人体的影响

近年来，人类微生物组学的研究为人类健康和疾病的研究注入了活力。微生物群在人类生物学中的多个核心方面发挥着重要作用，包括消化和能量代谢、免疫发育、神经功能和传染病易感性.以及一系列急慢性疾病中发挥着关键作用。

肠道微生物组也受到饮食、肠道形态和可用能量底物的强烈影响。母乳中的细菌接种有助于婴儿消化牛奶；母乳含有人类特有的低聚糖，可促进有益肠道细菌的生长。肠道微生物在牛奶乳糖和小麦面筋的消化和不耐受中起着关键作用。肠道微生物通过迷走神经与大脑沟通，产生神经递质并影响压力、焦虑和情绪。

微生物是人类活动的重要参与者。肠道微生物群在营养缓冲中起着重要作用，包括营养素和维生素合成、外源性和次级生物活性化合物代谢、糖异生和难降解化合物（如多糖、面筋）消化的关键作用，和乳糖。肠道微生物对生命早期免疫系统的发育至关重要。婴儿通过垂直和水平传播获得其微生物群，并受到环境影响。传统社会和工业化社会有不同的肠道微生物群；工业化微生物群落的多样性较低，缺乏特定的分类群。肠道微生物将膳食纤维转化为短链脂肪酸，如丁酸盐，这是大肠细胞的主要营养物质。肠道微生物合成B族和K族维生素，分解代谢外源性物质、药物和毒素，并在胆固醇和胆汁酸代谢中发挥关键作用。

对人类和动物模型的大脑发育和社会互动的研究表明，肠道微生物对人的认知功能和行为模式有重大影响。认知和行为的发病机制往往与功能性肠道疾病有关。这提示在大脑和肠道之间有一个共同的通讯或效应通路，称为脑-肠轴。肠道环境被认为是自主神经系统的第三个分支，肠道微生物产生了90%以上的人体血清素（5-羟色胺或5-HT）。对学习和可塑性至关重要的因素，如血清素，γ-氨基丁酸（GABA）、短链脂肪酸和脑源性神经营养因子可通过肠-脑化学信号介导，这些信号可交叉激活细菌和宿主受体。益生菌治疗与脑内积极的神经系统改变有关，如增加脑源性神经营养因子、改变γ-氨基丁酸受体的表达、增加循环谷胱甘肽和减少炎症标记物。这意味着肠道微生物群在早期情绪训练以及影响长期认知可塑性。随着神经学研究扩展到包括微生物组群，越来越清楚的是，宿主-微生物的相互作用可能在人脑进化和发育中发挥了重要作用。

肠道微生物组在免疫系统发育和调节，以及病原体保护和肠道与环境的接触中也至关重要。肠道特有的微生物群可以通过竞争性抑制或竞争性排出，以及促炎症或增进免疫信号抑制来减轻病原体和致病性微生物的侵袭。

肠道微生物还影响药物疗效和化疗治疗的有效性。

未来的人类健康研究可能会扩展到包括有针对性的微生物疗法，如基因工程元素，或益生菌，以调理肠道微生物群的功能和结构。