人体肠道微生物群、营养与健康

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《科学通报》2019年第3期发表的综述《人体肠道微生物群、营养与健康》系统阐明了人体、微生物群、营养和免疫之间密切的互作关系，解析这一互作网络将为精准营养学的发展带来前所未有的新机遇。

膳食、肠道微生物与人体代谢、免疫调节关系图。食物一方面可以为人体提供外源营养物质，另一方面，经过微生物群的生物转化，参与机体的代谢，并与免疫系统互作，影响着人体对环境因素的反应

人体肠道微生物群(gut microbiota)指人体消化道系统中栖息的微生物总称，包括细菌、古生菌、病毒、真菌和原生生物等，它们之间存在直接或间接的相互作用，并通过直接接触、分泌蛋白或代谢产物与宿主形成复杂的互作网络，构成一个动态平衡的微生态系统，这个系统与人体健康和疾病息息相关。肠道微生物群的一个主要功能就是对摄入的食物成分进行加工。食物经过微生物群的生物转化，支撑了人体的营养与代谢，并与免疫系统互作，影响着人体对环境因素的反应。宿主与肠道微生物群共享食物营养素，膳食可通过肠道直接吸收，也被微生物代谢影响着宿主的健康。膳食多糖纤维经肠道微生物发酵后产生的短链脂肪酸(SCFAs)、色氨酸代谢产生的生物活性吲哚、植物类黄酮药理特性的修饰等都是典型的例子。

微生物群与食物营养素和免疫的互作直接影响着人体健康。人类通过饮食摄入不同营养素，与肠道微生物群互作后，转化的物质可以被肠道吸收，微生物本身也会释放一些信号分子，通过与免疫系统互作，刺激先天性和获得性免疫功能。如果微生物群紊乱，就会导致营养-免疫平衡的破坏，机体就会产生慢性炎症反应。长期慢性炎症会导致脂肪细胞增大，最终导致各种疾病的发生与发展。

人一生中身体及其免疫系统反应变化较大，体内微生物群也会随着人体生理的不同阶段而发生变化。如妇女怀孕期间，免疫反应是增强的，一些促炎因子分泌是增加的，如果孕期肥胖，免疫反应会更加强烈，增加更多细胞因子的分泌; 到老年时期，免疫系统也发生较大变化，如 NLRP3炎症小体激活、自噬功能下降等。这些变化都与营养素的摄入和微生物群变化相关。

人类已经进入一个可以通过饮食调节肠道菌群及其代谢谱，进而实现健康的时代。但是，由于人肠道微生物群个体差异很大，每个人的最适饮食应该根据其微生物群来制定。例如一项调查900人微生物群与饮食关系的研究，研究者开发了一种机器学习算法来预测餐后血糖的个性变化，并在随后的验证试验中证明，个性化膳食干预可以把血糖调节至正常水平。此外，进一步通过从食物中提取或者选择性修饰与合成来发现新结构纤维素作为下一代益生元，或者研究更合理的膳食纤维组合配方，以期更有效地调节肠道功能，甚至恢复肠道微生物组中即将消失的微生物。为很好地应对这一挑战，需要研究饮食-微生物组互作分子机制，以期发展精准营养干预和精准医学诊断与治疗，为更有效地逆转或控制慢性炎症所致慢性代谢综合征，使其发病率降低。

本文来源：中国科学杂志社

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