原創 專委會 中國微生態醫療專委會 2018-12-29
圖 | 李蓬院士
2018年11月10日，中國科學院院士、清華大學生命科學院學術委員會主任李蓬院士出席2018首屆中國微生態醫療創新論壇並分享《營養膳食與腸道菌群》的相關研究成果。
第一部分 概覽
人的健康依靠七大營養素來維持：水、蛋白質、碳水化合物、脂類、膳食纖維、維生素、礦物質。這些營養素本身並沒有好壞之分，但是超過了一定的數量可能導致健康問題。用流行病學來研究來分析這些營養素，無論是對疾病人群還是正常人群都有著重要的意義。
圖1 | 人體七大營養素
圖2 | 人體營養物質代謝
圖3 | 衰老性疾病現況一覽表
消化、吸收、循環、利用是一套複雜的系統，消化系統和其他系統的相互作用，如消化系統與腦部的作用、消化系統和心臟等相互作用並影響人體健康。當下，因機體代謝異常導致的疾病影響著無數人，而這些疾病的發生都跟能量的消化、能量的代謝有關。
圖4 | 能量代謝紊亂與疾病
以肥胖為例，身體能量儲存失衡是導致肥胖的重要原因，外形並不是判斷肥胖的唯一標準。脂肪的多少以及脂肪儲存在身體什麼地方是判斷一個人是否肥胖的重要因素，這與營養和膳食密切相關的。
第二部分 營養膳食通過腸道菌群調節生理活動
圖5 | 人體共生微生物
微生物存在於人體、植物、土壤、海洋等各種環境中。人的消化道、口腔、鼻咽、皮膚、生殖道遍佈微生物。人類腸道微生態系統：包括腸道細菌及少量病毒、支原體和真菌等，其中98%以上為細菌，統稱腸道菌群。
圖6 | 人體腸道菌群概覽
成人胃腸道粘膜表面積達到400 m2，是與外界環境發生相互作用的最大區域。在成人胃腸道中定殖著約1014個微生物，其數量是人體體細胞總數的10倍。正常情況下，成人腸道菌群重量超過1 kg，編碼約330萬個特異基因，是人類基因組編碼基因數的150多倍。
圖7 | 菌群研究歷史沿革
圖8 | 腸道菌群在生命進程中的演變
腸道菌群多樣性隨著年齡增加而上升，而且不同年齡段其腸道中的優勢菌群是不同的。不同個體間菌群差異較大，但對同一個個體而言，在相當長時間內菌群是穩定的。
圖9 | 腸道菌群影響因素
腸道菌群一旦建立， 就會相對穩定。 但是 除了出生地和年齡差異與腸道菌群結構差異相關外，很多後天性的因素， 如生活方式、飲食習慣、 益生菌和抗菌素治療等均能影響宿主腸道菌群的結構與組成。
圖10 | 腸道菌群與疾病
人體有70%以上的粘膜免疫發生在腸道，通過複雜的免疫機制，腸道和腸道菌群與全身各部位各器官發生緊密的聯繫。利用微生物作為生物標誌物以評估菌群相關疾病的進展、靶向性干預微生物以控制疾病是基礎和轉化研究的重點方向。
圖11 | 營養膳食通過腸道菌群調節機體功能
一切營養膳食需要經過腸道菌群，而人體只要開放的地方都有微生物的相互作用，如肺部菌群的調控與肺炎肺氣腫肺纖維化肺癌都是極度相關的。可以說，絕大部分疾病的發生都是微生態與營養代謝、營養膳食的失衡共同導致的。因此，不但是腸道而且要放到開放性的微生態系統來研究，特別是肺癌。
圖12 | 腸道菌群與器官間對話以及代謝調控
菌群在腸道中是一個非常重要的群體，菌群研究的歷史，與其他基礎研究一樣花了幾百年的時間，從發現細菌到糞便檢測，從腸道芯片研究成功到宏基因組計劃再到人類腸道基因集群建立，取得了前所未有的成果，未來可期。
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