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免疫的军功章,有肠道菌群的一半

时间:2022-09-19 来源:菌情观察室 作者:菌情观察室 浏览次数:349

我们生活在一个充满微生物的世界,每次呼吸、吃饭、喝水或者触摸,我们都有可能接触到一些有害的微生物,所以我们的生命无时无刻不在受到威胁。


但是很幸运,我们人体有一个很强大的免疫系统,可以保护我们不轻易受到外界伤害。人体就像一个巨大的社区,而免疫系统就像是人体的安全部队,负责维持这一庞大而复杂的社区的秩序。感谢我们的免疫系统! 


面对新冠疫情,有的人似乎更容易感染,在感染后有的人更容易表现出严重的症状,而有的人可能表现为无症状,这都与我们的免疫力的差异有关。


其实,我们的免疫系统与肠道菌群密切相关,受到肠道和肠道菌群的影响,因为人体70%的免疫系统位于肠道。


我们的肠道里生活着数以万亿计的微生物,它们加起来和我们的大脑一样重,它们的数量远远超过我们自身细胞的数量。肠道菌群对我们的免疫健康至关重要,甚至可以训练免疫细胞来维持免疫稳态。


更重要的是,根据肠道细菌的多样性和平衡,肠道菌群可以安抚免疫系统或触发免疫反应。例如,肠道菌群失衡与慢性炎症有关,会增加患克罗恩病和溃疡性结肠炎的风险。

 

好消息是,我们可以通过改变生活方式和饮食来改善肠道菌群,以帮助对抗炎症,影响免疫健康。

 

因此,健康的免疫系统功能离不开健康的肠道菌群,免疫的军功章,有肠道菌群的一半。那么,肠道菌群是如何影响免疫功能的呢?


 免疫系统

 

我们的免疫系统是一个由器官、细胞和组织组成的复杂网络,它们相互协调,击退入侵者,修复损伤。

 

当我们的身体开始对创伤产生免疫反应时,这被称为急性炎症,这是帮助我们从创伤中愈合和恢复的重要功能。

 

在某些情况下,尽管没有需要修复的损伤或需要对抗的抗原,身体仍会继续激活免疫反应,这被称之为慢性炎症,它与一系列慢性疾病相关,包括心脏病、中风、溃疡性结肠炎和克罗恩病等等。


一个健康的免疫系统会在耐受对身体无害的良性物质和攻击不受欢迎的入侵者(比如致病菌或病毒)之间保持平衡。在科学术语中,这种平衡状态被称为免疫稳态。


那么,当这种微妙的平衡被打破时会发生什么呢?

 

如果我们的免疫系统过度活跃,可能会导致哮喘、湿疹和过敏。在所有这些条件下,免疫系统对无害的抗原反应过度,并启动不成比例的免疫反应。


如果我们的免疫系统错误地攻击我们自身的组织,就会导致自身免疫性疾病,比如类风湿性关节炎、1型糖尿病、系统性红斑狼疮、多发性硬化等。

 

不断涌现的新研究表明,肠道菌群失衡与过敏和自身免疫性疾病的发生有关。

 

另一方面,免疫系统不活跃会让我们容易受到外来入侵者的感染。例如,我们很多人可能听说过一个叫做David Vetter的“泡泡男孩”,他得了一种叫做“重症联合免疫缺陷症”的疾病,他体内没有任何免疫系统,没有任何抵御细菌和病毒的能力,他不得不生活在一个保护性的泡泡中。

 

除了遗传因素以外,吸烟、酗酒和营养不良都会损害免疫系统。药物,尤其是化疗,也会削弱免疫系统,使个体容易受到抗原的攻击。


肠道免疫肠道相关淋巴组织

 

淋巴系统是人体免疫系统的重要组成部分。这个由淋巴结、血管和器官组成的复杂网络遍布全身,将被称为淋巴细胞的免疫细胞运送到全身各处。

 

淋巴细胞有两种类型,即B淋巴细胞和T淋巴细胞,它们决定了对抗原的免疫反应。


T细胞源于骨髓,在胸腺成熟,两者都是淋巴器官。在胸腺内,T细胞增殖并变成四种类型的免疫细胞之一,包括: 

 

  • 辅助T细胞

  • 细胞毒性T细胞

  • 记忆性T细胞

  • 调节性T细胞

辅助性T细胞产生细胞因子,向细胞毒性T细胞发出信号。这两种免疫细胞都是促炎性的。


相反,调节性T细胞具有抗炎作用,可以减轻免疫反应,减少炎症和抗原的产生。


最后,记忆性T细胞瞄准身体之前遇到过的抗原。与标准的T细胞不同,当它们遇到宿敌时,它们可以迅速而有力地引发炎症。

 

B细胞帮助产生一种叫做抗体的蛋白质,这种蛋白质与毒素等外来物质结合,阻止它们与健康细胞对接。

 

消化道是最大的进入身体的通道,这意味着那里必须有非常强大的免疫系统。确实,我们的肠道容纳了人体70%的免疫细胞,称之为肠道相关淋巴组织。这种组织大部分集中在一个沿着肠道黏膜的小的穹顶状的结构中,称之为派尔集合淋巴结,也可以在阑尾中找到。

 

这些免疫组织协调对有害病原体的炎症反应,并促进对无害微生物的耐受性。每天,肠道相关淋巴组织中的免疫细胞都会接触到大量的外来物质,它们在通过时必须进行筛选,就像机场安检人员检查每件行李一样。

 

肠道相关淋巴组织内的树突状细胞会伸出一个“手臂”穿过肠道屏障并对通过的颗粒进行取样。在对这些抗原进行评估之后,它们要么激活辅助性T细胞,从而激活炎症反应,要么激活调节性T细胞,从而激活抗炎反应。

 

当系统运作良好时,这些细胞在耐受无害物质和清除有害入侵者之间保持着微妙的平衡。那么,我们的肠道如何知道哪些细菌可以接受,哪些细菌需要攻击呢?事实证明,我们的肠道细菌在训练我们的免疫细胞中发挥着重要作用。


 肠道和免疫细胞训练

 

免疫力并不是与生俱来的,从15岁左右,我们的肠道细菌会训练肠道免疫细胞耐受有益和共生细菌,防止不必要的炎症。

 

人们认为,肠道菌群的多样性越高,免疫细胞就越能区分有害病原体和无害细菌。在那些肠道菌群多样性更大的个体中,免疫细胞将得到更广泛的训练,这将在以后为它们服务。在肠道内发生的事情并不会停留在肠道内,而是会影响全身的整个免疫系统。

 

鉴于此,一些人推测,早期肠道菌群的破坏可能会增加成年期的健康风险,研究人员提出了“卫生假说”。


在怀孕期间,胎儿在母亲的子宫内,被羊膜囊包裹着。在那里,胎儿靠母亲的血液和母亲的免疫系统净化过的食物维持生命,因为胎儿还没有自己的免疫系统。

 

一旦羊膜囊被冲破,婴儿就会被阴道内发现的数百万的细菌所洗礼。在婴儿生命的前三年,他们的肠道菌群会慢慢形成并逐渐稳定下来。

 

在这些年中,婴儿会从母乳和环境中获得微生物。每当婴儿在泥土里玩耍或咬玩具时,新的细菌物种就会进入他们的身体,并试图在那里安家落户。许多细菌会在前往结肠的途中死亡,但也有少数细菌能够破除万难,开拓新疆土。

 

有证据表明,肠道菌群发育过程中的多样性和平衡性降低,可能会增加长期过敏和自身免疫性疾病的风险。例如,剖腹产出生的孩子与顺产的孩子相比,有着明显不同的肠道菌群组成。更重要的是,他们患哮喘和过敏的几率也增加了。

 

在现代社会,我们感染性疾病的发病率确实大大降低了,但与此同时,过敏和自身免疫性疾病的发病率却大幅上升。

 

越来越多的研究认为,剖腹产的增加、过度清洁和过度使用抗生素可能是罪魁祸首,所有这些都破坏了肠道菌群的发育,进而影响了免疫训练。

 

此外,肠道菌群是动态的,并且会对饮食和生活方式的变化作出反应。因此,我们可以通过健康的饮食和生活方式来改善肠道菌群的多样性和平衡来支持我们的免疫健康。


 肠道菌群和慢性炎症

 

我们的肠道细菌和免疫系统之间的相互作用并没有在早期的免疫训练之后停止。相反,我们肠道菌群平衡和丰富程度持续影响着体内炎症的水平。

 

除了训练免疫细胞,我们的肠道细菌和它们的代谢物还可以安抚免疫系统或触发炎症反应,这取决于它们的平衡和丰富程度。

 

例如,肠道有益细菌发酵膳食纤维产生的短链脂肪酸丁酸,可以增强肠壁屏障功能,帮助维持免疫稳态。丁酸为肠道黏膜细胞提供燃料,从而防止慢性炎症。此外,它还可以刺激安抚免疫系统的调节性T细胞,介导身体的免疫反应。


越来越多的研究还表明,肠道菌群的组成可以影响IL-10的产生,这是一种强大的抗炎细胞因子。另一方面,一些肠道细菌会产生促炎物质,激活细胞因子和辅助性T细胞。

 

革兰氏阴性细菌的细胞外壁含有脂多糖(LPS),这是一种促进炎症反应的内毒素。当革兰氏阴性细菌死亡时,这些内毒素会被释放到周围的环境中。如果这些化合物穿过肠道黏膜进入血液,就会导致慢性全身性炎症。

 

在健康的肠道中,肠道上皮屏障会阻止大多数内毒素激活肠道免疫系统,然而,不健康的肠道菌群多样性会导致许多问题的发生。更具体地说,肠道菌群失衡与肠道通透性增加有关,这通常被称为“肠漏”。当这种情况发生时,更多的脂多糖会进入身体,触发免疫系统的炎症警报。


 健康的肠道菌群是什么样的

 

就像森林一样,我们的肠道菌群也是一个活生生的生态系统。肠道菌群是动态的和可塑的,这意味着我们可以通过我们的饮食和生活方式选择来塑造它的组成。那么,健康的肠道菌群是什么样子的呢?

 

虽然肠道菌群的组成因人而异,但人们一致认为,多样性和平衡是肠道菌群健康的重要标志。相反,低多样性和不平衡与许多炎症性疾病相关,包括克罗恩病和溃疡性结肠炎。

 

我们可以把它想象成一片森林,许多不同的物种生活在一起,以保持生态系统的稳定,如果一种物种太多或者其他物种太少,森林生态系统就会遭殃。较高的多样性是有益的,它使生态系统更加强健,例如,一个物种众多的森林,如果被火灾破坏,恢复原状的机会更大。

 

同样,平衡对生态系统的健康也很重要,因为它可以防止被某一个物种所统治,如果树木中有几棵杂草是可以的,但太多杂草就会威胁到生态系统的微妙平衡。


饮食、肠道菌群与免疫有益免疫健康的饮食

 

很多因素会破坏我们的肠道菌群组成和多样性,包括:

 

  • 过度使用抗生素

  • 压力

  • 不健康的饮食特别是缺乏膳食纤维

  • 久坐不动的生活方式

 

富含全谷物、水果、蔬菜和豆类的饮食就像给肠道有益细菌施肥。所有这些食物都富含膳食纤维,我们自身很难分解消化它们。正因为如此,它们会完好无损的进入到结肠,在那里有益细菌会享用它们。


当某些细菌吞食膳食纤维时,它们会释放出必需的短链脂肪酸,比如丁酸。已知能产丁酸的细菌包括普氏栖粪杆菌(Faecalibacterium prausnitzii)和罗斯氏菌(Roseburia spp)。

 

正如我们之前提到的,丁酸为肠道黏膜细胞提供燃料,增强肠道和血液之间的屏障。通过这样做,丁酸可以降低我们患慢性炎症的风险,降低肠道通透性,改善肠漏。此外,丁酸可以刺激肠道相关淋巴组织中的调节性T细胞,帮助对抗不必要的炎症。


在一项研究中,一组胃肠病学专家分析了1425人的肠道菌群,包括克罗恩病患者、溃疡性结肠炎患者、肠易激综合征患者和健康人群。结果表明,富含豆类、鱼和坚果的饮食模式与粪便中机会性致病菌的较低丰度、较低的内毒素水平和较少的炎症标志物有关。相反,动物性食品、加工食品、酒精和糖摄入量高的人,肠道菌群会倾向于促炎症。


正如我们所讨论的,慢性炎症与许多慢性健康问题相关,包括:


  • 抑郁焦虑等神经精神问题

  • 心脏病

  • 代谢性疾病

  • 癌症

  • 关节炎

  • 炎症性肠病溃疡性结肠炎和克罗恩病

  • ……


说到肠道菌群和整体健康,减少加工食品的摄入,多吃富含大量膳食纤维、豆类、全谷物、水果和蔬菜的饮食是一种很好的选择。大量研究表明,遵循这种饮食习惯可以降低患心脏病、中风、肥胖和2型糖尿病的风险。


肠道菌群免疫和新冠后遗症 


新冠后遗症(Post-COVID syndrome)指的是感染新冠病毒后持续一定时间的(以及复发的或新发的)所有症状、病征和不良反应的统称,患者群体通常也称之为“long-COVID”(长期新冠)。疲劳、虚弱和失眠是最常见的症状。


研究人员不确定是什么原因会导致一些人经历新冠后遗症,但他们怀疑夸大的免疫反应或细胞损伤可能是其中的一部分原因。考虑到肠道菌群与免疫密切相关,研究人员试图发现肠道菌群是否可能在谁会患上新冠后遗症中发挥作用。


为此,一组科学家测量了106名不同程度新冠感染者和68名未感染者的肠道菌群多样性。结果发现,那些有新冠后遗症的感染者的肠道菌群多样性较低。与此同时,没有新冠后遗症的感染者的肠道菌群与未感染者很相似。


在分析了那些有新冠后遗症的感染者的肠道菌群后发现,他们的肠道中那些能够提高免疫力的细菌明显减少,包括双歧杆菌、普氏栖粪杆菌和罗斯氏菌等。


总结


肠道菌群与免疫系统密切相关,它们不仅在训练免疫系统方面发挥着关键作用,它们细菌及其代谢物也可以刺激和安抚我们的免疫反应。


此外,缺乏多样性和以致病菌为主的肠道菌群会增加我们患炎症性疾病的风险。相反,以平衡和富含有益菌为特征的肠道菌群可以预防慢性炎症和疾病风险。


与我们的基因不同,肠道菌群是动态的,并且会对我们的饮食和生活方式做出反应。基于这一点,我们可以通过吃富含健康的饮食和生活方式来改善我们的肠道菌群以支持我们的免疫健康。


肠道菌群就是驱动人类健康的引擎,在维持健康的免疫系统功能中发挥重要作用。通过健康的饮食和生活方式,赋予好菌力量,恢复肠道菌群的健康平衡,让数以万亿计的细菌小伙伴能够自然地增强我们的免疫系统,从而维持我们的健康。


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