肠道微生态的生理学研究进展

方明

【摘要】本文详细分析了关于肠道微生态的生理学方面的研究，主要包括组织结构发育、机体新陈代谢、肠脑轴、内分泌、免疫系统五个方面，为相关研究提供参考。

【关键词】肠道微生态；生理学

目前，随着分子生物学、基因组学等方面不断进步，关于人体微生态方面的认识程度不断加深，在人体各个组织结构中均存在大量微生物，而肠道中微生物数量最大。肠道菌群通常与肠黏膜维持着共生关系，在机体免疫、新陈代谢方面均发挥着重要作用。

1肠道微生态和组织结构发育

肠道中存在丰富的微生态系统，微生物种类高达1000多种，其微生物数量在人体微生物总数中占比高达约78%。新生儿出生后从所获得的微生物主要从周围环境中获得，3岁左右肠道微生物可维持相对稳地。有学者指出，无菌小鼠肠道黏膜表面积、黏液层显著减少，肠绒毛明显变薄，肠系膜淋巴结、集合淋巴结、脾白髓等均发育不完善。有学者提出人机体免疫系统与肠道微生物的形成发育同步，而机体营养不良则与发育不完善的肠道菌群有一定的关系。

2肠道微生态和机体新陈代谢

2.1脂质和胆盐代谢

机体内营养物质的消化、转运、代谢以及调节机体能量等过程均有胆汁酸的参与，胆汁酸是机体代谢中重要的物质。胆汁酸主要是由肝脏将胆固醇转化后而成，肠道会对胆汁酸进行吸收，其中，肠道微生态主要利用法尼醇x受体、G蛋白耦联胆汁酸受体信号来对胆汁酸的合成、代谢、重吸收过程进行调节，最终对机体脂质情况进行调节。胆汁酸能促进小肠内先天性免疫基因活化而对肠道微生态产生影响。有学者指出，Akkermansia等特定肠道菌与糖尿病、肥胖等疾病有着紧密联系。

2.2营养物质代谢

肠道微生物菌群能对食物中的抗性淀粉、多糖等合成短链脂肪酸进行降解处理，且可结合G蛋白耦联受体类对肠道黏膜上皮屏障维持、免疫调节、能量供应等生物学过程产生影响。小肠直接分解吸收食物中小部分蛋白质，大部分蛋白质直接被运送至大肠，且在大肠微生物菌群的作用下被分解为酚类、多胺、吲哚类等代谢产物、如肠道微生物菌群代谢处理色氨酸后产生的色胺、吲哚一3一乙酸、吲哚等物质能直接对免疫细胞中孕烷受体、芳香烃受体产生作用，从而达到调节肠粘膜免疫功能、维持肠粘膜屏障的目的。

2.3药物代谢

有学者认为高度变异肠道微生物菌群在药效发挥方面发挥着重要作用。肠道微生物菌群能对药物代谢动力学过程产生影响，如肠道微生物菌群能调节肝脏药物代谢相关基因，或可通过微生物合成酶来修饰药物分子结构，或者也可以通过对药物靶点的竞争作用来影响药物治疗效果。不仅如此，部分药物对肠道微生物菌群有着直接影响，如柳氮磺胺吡啶、非那西汀、地高辛、抗生素等药物，临床上用药时需要考虑菌群影响因素。

3肠道微生态和肠脑轴

肠脑轴是胃肠道与大脑之间神经、免疫、内分泌等信号双向交流的系统，而肠脑轴受肠道微生物菌群的影响。无菌小鼠在应激条件下的焦虑行为、大幅度下丘脑一垂体一肾上腺轴调节活动的异常程度均大于无特定病原体级小鼠，无菌小鼠内脏的高敏感度与肥大细胞过度激活有紧密联系。肠道微生物菌群代谢产物SCFAs参与血清素的合成和分泌、肠道中枢以及神经元活动、脑内神经递质传递、维持血脑屏障等过程。

4肠道微生态和内分泌

有学者指出，部分激素或激素样化合物可由肠道菌群微生物直接合成，且肠道菌群能对肠道内分泌细胞合成以及相关激素的合成进行调节。相关研究中，肠道菌群代谢产物SCFAs能对L细胞表面G蛋白耦联受体41产生作用，能对胰高血糖素样肽一1、葡萄糖依赖性促胰岛素多肽释放等进行调控，可影响机体对胰岛素的敏感性，能对嗜铬粒细胞合成分泌血清素过程产生影响，并调节肠道运动、分泌反射、远端组织器官功能活动等。

5肠道微生态和免疫系统

在生理条件下，肠道菌群中抗原和血液、淋巴间形成了持续免疫选好，能在不同生理状况下维持肠道菌群稳定。肠道微生物菌群与免疫系统之间的关系直接决定着人体健康状况。在天然免疫反应中，宿主免疫细胞通过多种机制来对外源微生物信号进行识别，如胞外微生物组分的细胞膜表面Toll样受体、胞浆中受体Nod样受体等，能特异性地对侵入细胞中微生物组分进行识别。微生物菌群直接对肠道淋巴细胞发育产生影响，淋巴细胞中受体AhR介导分泌的细胞因子IL-22在维持肠道黏膜屏障中發挥着重要作用。

6小结

肠道微生态与营养物质的分解代谢、药物和毒素代谢调节、免疫系统调节、肠屏障等过程有着紧密联系。肠道菌群的失衡可能与多种疾病的发生均有关联，而加强对肠道微生态的研究对防治相关疾病有着重要作用。因此，需要加强对肠道微生态方面的研究，加强肠道微生态失衡与疾病状态、肠道菌群与病毒等方面的认识，以进一步提高医疗水平。