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飲食習慣、腸道微生態和腸道炎症的關係

前文提及腸道微生物群與人類宿主保持共生關係,有調節宿主的新陳代謝、免疫力及幫助腸道阻隔有害物質等重要功能。近年研究指出,腸道炎症通常與腸道微生態失衡有關。兩者之間的關係建立於腸道微生物群的改變和其代謝物的變化,以及腸道免疫系統的持續或中斷。近期的研究發現,許多因素可能會改變腸道微生態,當中飲食的影響被普遍研究。另外,外在壓力因素,包括使用抗生素、睡眠障礙、缺乏運動和心理壓力,也可能改變腸道微生物群的組成。在此,我們着重討論腸道微生態在腸道炎症中與飲食的相關作用。

腸道微生態在宿主中的主要作用是分解難以消化的營養物質

微生物群參與吸收、代謝和儲存食物中的營養物質。然而,腸道微生物群的組成會因為飲食而變化,最終建立為一個複雜的微生態。飲食既然能決定腸道微生態的組成,那為了身體健康,我們應該多加保留有利於代謝食物的微生物群。西方化飲食富含脂肪混合物及單糖,大大不利腸道微生態平衡,容易誘發腸道炎症和其他相關疾病。相反,富含高纖維量的飲食,如素食、地中海和FODMAP飲食,可促進健康腸道微生物群的生長,從而降低腸道炎症和疾病的風險。此外,發酵食品,含有健康的微生物,稱為益生菌,也有利於預防,甚至治癒腸道炎症和相關疾病。

益菌可以修復腸道屏障,抵禦腸道炎症

在正常條件下,宿主的腸道做為屏障,能防止致病細菌的入侵,同時允許正常腸道微生物群的進入。如果腸道微生物群出現不平衡,免疫系統就會改變,導致連鎖免疫反應的啟動,進入疾病狀態。此外,消化不良會增加腸道中有害細菌的數量,這些細菌可能會釋放腸毒素,從而增加腸道的滲透性,誘導免疫抑制蛋白的產生,引起免疫功能障礙、損害腸道上皮細胞,並導致腸道炎症,為這些通常在腸道疾病觀察到的腸桿菌提供了最佳的生長環境。然而,腸桿菌物種本身可能不會誘發疾病狀態,而是加劇腸道炎症的發展。一般來說,腸道細菌和正常腸道微生物群可以突破腸道屏障,在易感宿主中誘發腸道炎症,這表明所有細菌都有可能發展成病原體。然而,益生菌隨後被發現可促進抗炎因素的分泌,有助於恢復腸道屏障,改善免疫反應,並防止有害細菌導致腸道炎症。

飲食和腸道微生態在腸道炎症中的作用

飲食作為影響腸道微生態與人體健康的重要因素之一,其類型或模式的變化可能會改變腸道微生物群的組成。腸道微生物群在基本生物周期中,使用宿主:即是我們攝入的營養物質作為能量來源,而適者生存,更適合代謝宿主飲食類型的微生物種將增加種群,而其他微生物種的豐度可能會降低。這些腸道微生物群的變化則可能會影響宿主的生理和抗病能力。

舉例說明,在動物實驗中,長期食用含有大量飽和脂肪的高脂肪飲食,會誘發的慢性腸道炎症。在食用高脂肪飲食的患者中,變形菌門(Proteobacteria)和厚壁菌門(Firmicutes)的豐度很高,這些菌種不僅與代謝炎症有關,還與腸道炎症有關。西方化飲食與許多疾病有關也非空穴來風,包括炎症性腸病(IBD)、糖尿病、肥胖症、高膽固醇和心血管疾病。需要注意的是,高脂肪飲食改變腸道微生物群,導致腸道粘液增生、減少抗菌肽生產以及厚度。導致破壞腸道完整,增加腸道細菌轉移,最終誘發腸道炎症。

活體實驗已證實,腸道炎症是由細菌轉移引起的。其中,大腸桿菌培養物刺激了IBD患者細胞樣本中發炎因子的釋放。相反,乳酸桿菌、雙歧桿菌和普拉梭菌,可以通過減少發炎因子的表達和刺激抗炎細胞因子的產生,抑制腸道中的炎症反應,粗略而言是「益菌」,但在高脂肪飲食下,這些細胞因數通常會減少。

飲食中的益生元和益生菌

素食和地中海飲食通常具有高膳食纖維含量,是微生物群的主要養份來源,稱為益生。益生元可以促進益生菌的生長,如乳酸桿菌和雙歧桿菌。

一些發酵食品,包括大家熟悉泡菜、乳酪,皆含有益生菌(如乳酸桿菌和雙歧桿菌),對宿主健康有益。它們能夠通過提供代謝物(如SCFAs、維生素)來刺激常駐細菌的生長。益生菌可以通過降低腸道pH值、乳酸和SCFAs的產生,影響細菌病原體的豐度。乳酸菌 (LAB) 廣泛用於發酵食品的生產,也存在於腸道中,也可能起到抗炎作用,常用於臨床研究,用來治療腸道疾病。由此可見,益生菌透過加強腸道屏障提供保護。宿主免疫系統的調節可能是益生菌有益的主要機制之一。

腸道微生物群的失衡由於飲食和外在因素,破壞宿主腸道屏障完整性和導致免疫系統中斷,引起腸道炎症的發展。因此,瞭解飲食對腸道微生物群的影響,是預防和治療腸道炎症重要的一環。

本文原載於 2021年4月23日《信報》,閱肝獲授權轉載。

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