肠道微生态与人体疾病

三.肠道微生态与人体健康
脑和肠道微生物群之间的作用是相互的。一方面在抑郁症、慢性应激和自闭症患者观察到 的生理障碍状态可能改变肠道的信号转导，中枢神经系统也可以通过调节饱腹感来控制机 体食物摄入的饮食习惯的变化，来影响肠道微生物群的营养供应，从而影响其组成。
在急性抑郁症患者粪便中，拟杆菌、变形菌和放线菌的水平显著增加，而厚壁菌显著降低。 并且粪便杆菌与抑郁症状的严重程度呈负相关。
三.肠道微生态与人体健康
1.肥胖与肠道门级微生物的变化相关，胖人与瘦人相比，微生物多样性 明显降低，拟杆菌门（Bacteroidetes）所占比例较低而厚壁菌门 （Actinobacteria）所占比例较高。 2.不同个体中含有大量共有的微生物基因，在基因水平上可将它们定义 为“核ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ微生物组”，而个体中的微生物与核心微生物组的偏离，则与 各种不同的生理状态相关（如胖瘦）。 3.31对同卵双胞胎，23对异卵双胞胎，46位母亲
便秘人群常伴随肠道菌群的失衡，而失衡的肠道菌群会对人体产生诸多的不利影响， 如产生多种肠内毒素，诱发结肠癌，加速衰老以及促发多种肠道疾病。与正常人的肠道菌 群比较，功能性便秘患者肠道菌群的改变主要表现为专性厌氧菌相对减少( 如乳酸杆菌、双 歧杆菌、拟杆菌属等) 和潜在致病菌相对增多( 如铜绿假单胞菌、空肠弯曲菌、腐败梭菌等) 。 PS：不同研究得出的功能性便秘患者肠道菌群变化情况不尽一致，这可能是因为: 功能性便 秘本身是由多因素导致的疾病，不同原因导致的便秘肠道菌群改变可能不一致; 不同的实验 技术方法和标本采集部位不一致，也可能会导致不一致的实验结果; 许多外在因素会影响肠 道菌群的组成，如地域、性别、年龄、饮食习惯等。
当肠道菌群发生紊乱时，人体就可能罹患急慢性胃肠道疾病，如腹 泻、便秘、溃疡性结肠炎和克罗恩病等。肠道菌群还与肥胖、糖尿病、 心血管疾病、骨质疏松、自闭症和痴呆等多种疾病有关。
三.肠道微生态与人体健康
超重和肥胖Obesity
肠道菌群的组成可以调节机体 的肥胖程度
肥胖也能反作用于肠道菌群， 影响其组成（菌群多样性减少）
Gut microbiota in human adults with type 2 diabetes differs from non-diabetic adults. PLoS One. 2010 Feb 5;5(2):e9085. doi: 10.1371/journal.pone.0009085.
三.肠道微生态与人体健康
心脑血管疾病
调节血压
短链脂肪酸 Olfr78受体 Gpr41受体
血管舒缩 血压变化
动脉粥样硬化
三甲胺
氧化三甲胺
心脏炎症 间质纤维化
动脉粥样硬化
柯林斯菌属 罗氏菌属
PNAS,2013,110(11):4410-4415.doi: 10.1073/pnas.1215927110. Frontiers in Physiology,2017,8 :139.doi: 10.3389/fphys.2017.00139.
三.肠道微生态与人体健康
功能性便秘（functional constipation，FC）
常见的胃肠功能失调症 非疾病引起的原发性持续性便秘
生活规律
情绪抑制
饮食因素
排便习惯
三.肠道微生态与人体健康
功能性便秘( functional constipation，FC) 功能性便秘( functional constipation，FC) ，一种常见的胃肠功能失调症，是指非全身疾
3.高脂饮食导致肥胖的同时改变了肠道菌群的结构。高脂饮食的肥胖个 体肠道内，拟杆菌属在其核心菌属中占比最高，同时肥胖导致菌群多样 性降低，优势菌占比更高，低丰度细菌的占比更低。
三.肠道微生态与人体健康
超重和肥胖Obesity
胖人与瘦人相比 菌群多样性明显降低
拟杆菌门 厚壁菌门
Fate, activity, and impact of ingested bacteria within the human gut microbiota. Trends Microbiol. 2015 Jun;23(6):354-66. doi: 10.1016/j.tim.2015.03.002.
高脂饮食对肠道菌群有危害性
三.肠道微生态与人体健康
1.肠道菌群的组成可以对宿主的新陈代谢、胰岛素抵抗、能量沉积产生 影响，从而调节机体的肥胖程度。
2.肥胖宿主的菌群多样性减少。在其体内的微生物中，从食物里提取能 量的基因富集，宿主血糖水平和短链脂肪酸水平增加，进而增加肝脏产 甘油三酯，能够使肥胖程度进一步加强。
肠道微生态系统对帕金森的发病机制有重要的推动作用，肠道可能作为帕金森病向中枢神 经系统传播的病理学起点，并且肠道α－突触核蛋白可以作为早期帕金森的可能生物标志物。 Mukherjee A,Biswas A,Das SK.Gut dysfunction in Parkin-son′s disease[J].World J Gastroenterol,2016,22(25):5742. /blog-236900-1048043.html
三.肠道微生态与人体健康
肠道菌群
胃肠道疾病 代谢综合征 肝脏疾病
提供各种维生素 必须氨基酸与多肽
分解有害物质
维持肠道上皮完整性 参与人体能量代谢
Host-Gut Microbiota Metabolic Interactions.Science. 2012 Jun 8;336(6086):1262-7.
病或肠道疾病所引起的原发性持续性便秘，由生活规律改变、情绪抑制、饮食因素、排便 习惯不良等多种因素所造成。肠道菌群的调节用于便秘等相关肠道功能性疾病的治疗疗效 已得到确认。
肠道菌群在功能性便秘的发生发展中起到很重要的作用，“脑 － 肠 － 菌”轴( braingut-enteric-microbiota axis，BGMA) ，作为胃肠病学的新概念亦可帮助阐释便秘的发病机制 与临床表现。
三.肠道微生态与人体健康
精神类疾病
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三.肠道微生态与人体健康
精神类疾病 菌群平衡
心情
焦虑/抑郁
脑 肠 轴
肠道运动
行为
神经递质
The role of microbiome in central nervous system disorders[J].Brain Behavior Immunity,2014,38(5):1-12. Gut dysfunction in Parkin-son′s disease[J].World J Gastroenterol,2016,22(25):5742.
三.肠道微生态与人体健康
肠道微生物一方面利用胃肠道里的食物残渣为人体提供各种维生素、 必须氨基酸与多肽；另一方面通过分解一些有害物质（如亚硝胺、硫化 氢和乳酸等），抑制蛋白质的腐败；此外，它们还参与肠道上皮完整性 的维持、肠道屏障作用、人体能量代谢、肠道微环境稳定、肠道及机体 的炎性和免疫反应，并可抑制有害病菌的繁殖和生长。
三.肠道微生态与人体健康
肝脏疾病
病原体感染
病毒性肝炎 肝脓肿
肝占位性疾病
良/恶性肿瘤、囊肿 肝内胆管结石
代谢障碍
脂肪肝
酒精性肝病 药物性肝病
肝硬化
三.肠道微生态与人体健康
肝脏是身体内功能最复杂的器官，所以需要丰富的血液循环。其他器官 都是由一条动脉供血，但唯独肝脏由门静脉和肝动脉双重供血：肝动脉 供应肝脏所需的1/4血液，主要供给肝脏所需的氧气，另3/4来自由胃、 肠、脾、胰等脏器静脉汇集而成的门静脉，它把来自消化道的各种营养 和有害物质输入到肝脏，经肝脏加工处理后，进入全身循环。从而使得 肠道与肝脏之间存在密切联系。
三.肠道微生态与人体健康
超重和肥胖Obesity
核心微生物组
不同个体中共有的微生物基因
Fate, activity, and impact of ingested bacteria within the human gut microbiota. Trends Microbiol. 2015 Jun;23(6):354-66. doi: 10.1016/j.tim.2015.03.002.
三.肠道微生态与人体健康
心脑血管疾病
脑卒中患者 1300万
高血压患者 2.7亿
肺原性心脏病患者 500万
冠心病患者 1100万
心力衰竭患者 450万
风湿性心脏病 250万
《中国心血管病报告2017》概要[J].中国循环杂志,2018,33(01):1-8.
三.肠道微生态与人体健康
肠道微生态 - 心脑血管疾病 由于生活条件和饮食条件的改变，中国心血管疾病发病率急剧上升。 《中国心血管报告 2016》 推算目前我国心血管患病人数达2.9亿，心血管病死亡率居首位，高于肿瘤和其他疾 病。 大量研究表明，肠道微生态与动脉粥样硬化、高血压、心力衰竭等心血管疾病相关。 肠道微生物发酵产生短链脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs)，通过嗅觉受体Olfr78和G蛋白 偶联受体41（Gpr41）影响血管舒缩从而调节血压。 Pluznick JL,Protzko RJ,Gevorgyan H,et al.Olfactory receptor responding to gut microbiota-derived signals plays a role in renin secretion and blood pressure regulation[J].Proc Natl Acad Sci USA,2013,110(11):4410-4415.
三.肠道微生态与人体健康
1.肥胖与肠道门级微生物的变化相关，胖人与瘦人相比，微生物多样性 明显降低，拟杆菌门（Bacteroidetes）所占比例较低而放线菌门 （Actinobacteria）所占比例较高。 2.不同个体中含有大量共有的微生物基因，在基因水平上可将它们定义 为“核心微生物组”，而个体中的微生物与核心微生物组的偏离，则与 各种不同的生理状态相关（如胖瘦）。
三甲胺－N－氧化物(TMAO)是一种特殊的膳食营养素的肠道微生物依赖代谢物，有研究者 发现食物可以增加血浆中TMAO水平，使心脏中的炎症和间质纤维化升高，导致心脏功能障 碍，还能促进动脉粥样性硬化的发展,使颅内外动脉狭窄。 K Chen，X Zheng，M Feng,et al.Gut Microbiota-dependent Metabolite Trimethylamine N-Oxide Contributes to Cardiac Dysfunction in Western Diet-Induced Obese Mice[J].Frontiers in Physiology,2017,8 :139. TMAO可作为一种心血管疾病间接的生物标志物
产生多种肠内毒素 促发肠道疾病
肠道菌群的主动调节对于便秘的治疗疗效已得到确认
三.肠道微生态与人体健康
糖尿病Diabetes
心
脑
肾
眼
足
三.肠道微生态与人体健康
糖尿病Diabetes
正常男性
占比超90%
厚壁菌门 拟杆菌门 变形杆菌门 放线菌门 疣微菌门
糖尿病患者
明显低于正常人
β变形杆菌 大量富集 血糖浓度正相关
老年功能性便秘患者肠道菌群正常结构的生态平衡受到破坏，主要表现在以双歧杆菌 为主的有益菌数量显著降低，腐败梭菌等条件致病菌数量显著增高。
三.肠道微生态与人体健康
功能性便秘（functional constipation，FC）
乳酸杆菌 双歧杆菌 拟杆菌属 铜绿假单胞菌 空肠弯曲菌 腐败梭菌
专性厌氧菌 潜在致病菌
肠道菌群对脑代谢的影响，取决于肠上皮和血脑屏障的完整性。这种影响很大程度上可以 通过由肠细菌分泌的外膜囊泡（OMV）来调节，OMV可以进入体循环并被传递到包括大脑 在内的不同的器官，引发各种免疫和代谢反应。 M Muraca，L Putignani，A Fierabracci ，et al.Gut microbiota-derived outer membrane vesicles: under-recognized major players in health and disease?[J].Discovery Medicine,2015,19(106):343348.