影响肠道微生物群与人体健康

若我告诉您人类的肠道居住了大约 3.3 磅细菌，您会感到惊讶吗？[1] 事实上这些微生物群就像是一个器官，其作用有如整个生态系统，拥有自己的免疫和神经系统，而且有能力从肠道里影响人体所吸收的营养。

可以将肠道视为身体里面与外面连接的桥梁，它们之间由各种信号、神经、化合物及其他分子连系。肠胃道就像一条管子，将您身体的一端通往至另一端，作为您进食及吸收食物的屏障。它的功用是吸收营养并保护您免受病原体侵袭。然而在同一时间，您的肠胃道有数以亿万计的细菌居住其中，它们在肠胃内膜工作，而且对您的健康有决定性的影响。

肠道内膜必须维持紧闭，这样才能阻止您所进食的一切全都跑进血流中。因应您所吃的食物（细胞所接触的）以及肠道中细菌的菌种，这些肠壁细胞很容易受影响和发炎。

现已证明服用益生菌补充品可加强肠道内膜的屏障功能。[2] 这道屏障不但能减少感染，也能预防对食物抗原的反应，而食物抗原可引起食物过敏或免疫球蛋白G免疫系统的反应。这些反应可以引发多项症状，例如肠胃气体、肠胃气胀、腹泻和湿疹。

肠道微生物群的组成不仅仅来自服用益生菌补充品。饮食欠缺均衡可导致居住在肠道的细菌品种改变。肠道微生物群不但帮助肠道上端的食物消化，事实上它们会自行制造营养、产生神经传递的信号及其他对健康有益或有害的化学物。

肠道微生物群对人体健康的功用

「肠道微生物群」一词用于形容大量居住在肠胃道里的所有细菌品种。肠道微生物群的组合受饮食、压力和环境因素影响；[3] 然而当中饮食对肠道微生物群的影响最大，占了60%。[4]

肠道微生物群的多样性和密度受我们的膳食影响，因为这些细菌依赖大肠内未经消化的食物为生；[5] 这些食物包括耐力高的淀粉、非淀粉的多糖（如纤维素、果胶和树胶）以及不能消化且通常称为「益菌元」的寡聚糖。[6]

这些食物会启动大肠内碳水化合物进行发酵，为专门的细菌产生能量而释放短链脂肪酸。[7]  由肠道微生物群产生的代谢物对人体的健康有很重要的作用。这些代谢产物藉由传递大麻和鸦片受体，以及主要营养（如叶酸）和神经递质（如γ-氨基丁酸和血清素 ），涉及调节细胞因子、炎症和免疫系统，以及调节内脏性疼痛。[8][9]

我们知道乳酸菌可释放各类酶和维生素。已有证明指它们也能影响肠道环境的酸碱度，以抑制具侵略性的病原体，例如沙门氏菌（Salmonella）及大肠杆菌（Escherichia coli）。[10]

任何可干扰这生态系统的食物、致病原或抗生素可引起肠道菌丛不良，从而削弱肠道细菌的活动。这样会对人体健康带来负面影响，因为肠道内膜的完整性会改变，而且食物经过肠胃道所需的时间也会改变。[11][12]  此外，现已证明肠道菌丛不良与焦虑和抑郁有关，有动物研究证实服用益生菌补充品对这些精神健康问题有潜在的治疗作用。[13]

肠-脑轴线

肠-脑轴线大致上连接肠神经系统和中央神经系统，包括肠胃道和大脑之间所有的沟通。肠道细菌对这条轴线以及下视丘-垂体-肾上腺轴的功能有很重要的作用，后者涉及释放压力荷尔蒙。[14][15]

神经递质血清素在肠神经系统的功能，主要是作为发送信号的分子，与中央神经系统一同运作且有重迭的功能。[16]  色胺酸是血清素的前身，食物来源有豆类、大豆、肉类和鱼类。色胺酸被肠道吸收后，会跨越血脑屏障并在脑部转变成血清素。有趣的是，我们体内的血清素大多数实际上位于肠道，并由肠嗜铬细胞制造而成。这处生产的血清素藉由分泌、蠕动、血管舒张和对疼痛及恶心的感觉，用来调节肠胃道的功能。[17]

除了肠嗜铬细胞能制造血清素外，肠道细菌也有能力将色胺酸转变为血清素，并在肠-脑轴线中作为讯号调节人体的行为。[18]  血清素也有助调节微绒毛的形成，微绒毛是在显微镜下可见的突出物，可增加肠道内膜的表面面积以加强营养吸收。[19]

打造和维持健康的肠道微生物群

正如上述提及，饮食对维持有益的肠道微生物群有很重要的作用。毕竟这些细菌依赖我们肠胃道的化合物和营养为生。当中纤维的作用尤其重要，因为缺乏纤维可导致细菌迁移。如果缺乏它们偏爱的食物，细菌会进食胺基酸等其他化合物，在代谢过程中会释放潜在有害的物质。[20] 这些物质可能会引起炎症和「肠漏症」问题，肠漏症是指肠道的穿透性改变，使肠道细胞之间的紧密连结失去本来的完整性。这过程除了会引起食物敏感及/或过敏外，也可以形成炎性肠道疾病或大肠癌。[21]

酸奶和克菲尔等奶制品加入了乳酸菌，经发酵后的食物对人体健康有多重好处。酸奶经过发酵后，其维生素B2 和 B3的含量会提升。[22] 一项探讨以保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）生产的酸奶之研究证明，每天食用能明显降低年老参与者患上感冒的机会。[23] 这些发酵过的产品也有助舒缓乳糖消化不良的症状。[24]

现时的证据确实指出发酵过的食物甚至有助促进认知健康、提升记忆力及预防神经毒性。[25] 富含益生菌的食物对减轻因压力造成的压力有正面影响，因为肠道细菌与荷兰人的压力反应有很密切的关系。[26]  

益生菌与益生元

益生菌是活的微生物，其定义是服用适量时对人体的健康有益。[27] 益生菌除了透过产生γ-氨基丁酸、谷氨酸盐和血清素显出抗焦虑的作用，也可以减弱荷尔蒙带来的压力反应。[28][29] 研究观察到肠道菌丛不良的成年患者有不正常的压力反应，而菌丛不良的问题可以藉由培植和重新导入肠道微生物群而改变。 [30] 益生菌是有益的肠道细菌，它们已被证明能支持和调节皮质醇、减轻压力反应及减少社交焦虑。[31]

与肠道微生物群相关的人类研究正不断持续，研究的范畴包括自闭症、帕金森氏症和慢性疼痛。[32] 当中备受重视的菌种包括长双歧杆菌（Bifidobacterium longum）、短双歧杆菌（B. breve）、婴儿双歧杆菌（B. infantis）、瑞士乳杆菌（Lactobacillus helveticus） 、鼠李糖乳杆菌（L. rhamnosus）、植物乳杆菌（ L. plantarum）及干酪乳杆菌（L. casei），在每天服用一千万至四百亿菌落形成单位（CFU）后，除了可舒缓肠道不适，也能够改善焦虑、抑郁和压力反应。[33]

益生元主要是不能消化的纤维，会被微生物群中的细菌所使用及/或食用和发酴。研究已证明益生元可刺激大肠内有益的微生物群之生长和活动。[34] 很多时候，双歧杆菌会倾向食用多糖，而益生菌混合物会添加多糖。益生元的天然食物来源有韭葱、芦笋、菊苣菜、耶路撒冷朝鲜蓟、蒜头、洋葱和燕麦。[35]

对人体健康有益的纤维例子包括菊糖、β-葡聚糖和低聚木糖。每种益生元是不同细菌品种专属的碳来源，它们提供的支持是选择性的。因此不论单独或结合使用益生元，都会形成和培植出独有的细菌品种。

低聚木糖是近来新兴的益生元，天然的食物来源有水果、蔬菜、牛奶、蜜糖和竹笋。当单独食用时，研究证明可增加肠道微生物群中有益的双歧杆菌品种。最值得注意的是，临床上已证明低聚木糖可改善肠道活动的频率和大便的稳定性。[36] 相比菊糖，低聚木糖产生较少气体，因此低聚木糖的耐受剂量远高于菊糖（大约每天 12 克）。

研究已证明进食低聚木糖后，可于 24 小时内大幅增加肠道中的双歧杆菌品种。而且相比菊糖或β-葡聚糖，双歧杆菌品种对低聚木糖有更大的偏好。[37]

结论

在肠胃道居住的细菌品种可以在多个层面影响我们的整体健康，包括消化、情绪和行为。肠道微生物群的功能是调节细胞因子、产生营养和神经递质，而神经递质在肠道与其他身体系统（如下视丘-垂体-肾上腺轴、免疫系统和中央神经系统）之间传递讯号方面有着重要的作用。肠道细胞作为分隔身体外部（包括我们进食的）及内部（血流或身体组织）的屏障，肠道微生物群保护我们免受感染侵害。

除了含有益生元的食材（如菊苣菜和菊糖），酸奶和克菲尔等发酵食物亦可增加体内的有益细菌，然而食用燕麦等富含纤维的蔬菜和五谷类也同样重要，因为它们是肠道细菌的食物来源，所产生的代谢物对我们的健康有益。