腸道菌的大秘密

  • 健康會維持一個平衡

與人體共生的微生物超過千種以上,大部分是分布在腸道中。在健康狀態下,腸道菌群會與宿主、環境三者之間維持一個平衡。如果這個平衡受到侵擾而失衡,就會引發不適,嚴重甚至產生疾病。

  • 與多項疾病具相關性

近年的醫學研究指出,腸道菌影響我們健康的層面,遠遠超過我們的想像。很多疾病都與腸道菌相關,例如:癌症、自體免疫發炎、心血管、腸胃道、新陳代謝與精神疾病等。

  • 菌屬越多樣性越健康

一般來說,越健康的人,腸道菌相也會越具有多樣性。「多樣性」容易受飲食偏好的影響而改變。例如:攝取過量同性質的食物,因負責消化此類食物的細菌會增多,因而改變了細菌之間的生態平衡。

  • 腸道菌相具有個人化

研究更進一步指出,透過飲食調整,腸道菌的種類及其數量也會明顯改變。這代表著腸道菌相是有其個人化的特殊性,會因飲食習慣的不同而有不同。

腸道菌卡通短片

微生物與腸胃道關係 (來源:Youtube, TED科普系列)

與腸道菌相關的症狀


大腸癌

大腸癌台灣發生率全球第一。大部分起始於大腸黏膜的癌前期息肉樣病變。雖與基因有關,但大腸的慢性感染與慢性發炎反應在癌症的初始與擴散,扮演極重要角色。

大腸的菌群生態失衡(dysbiosis)會產生有毒的細菌代謝產物、減少有益的代謝成分、破壞大腸組織保護屏障及促使細菌入侵大腸黏膜。這些變化會進一步導致異常免疫活化現象、增加腸道組織通透性、激發慢性發炎反應及大腸黏膜細胞增生,最終引發大腸癌。

大腸癌的精準預防包括評估腸道菌的組成、多元化及特殊菌種含量隨生活作息變化的趨勢分析,再配合傳統風險評估如家族史、年齡及體重等及定期的糞便潛血與大腸鏡檢查,必能切適預防與及早診斷大腸癌,並及時提供精準治療。


動脈硬化

動脈硬化引發血栓所造成的心血管疾病如心肌梗塞與腦中風是首要的健康殺手之一。此疾病與基因有關。其他傳統的心血管疾病危險因子包括高血壓、高血脂症、糖尿病肥胖、少運動及吸菸等。

某些特殊的腸道菌能透過不同機制,將食物中的成分轉變為能影響心血管疾病變化的因素。有些腸道菌能製造短鍵脂肪酸及轉化一級膽酸成二級膽酸,而有益預防心血管疾病。有些則會將食物紅肉中的卵磷脂成分、膽鹼及左旋肉鹼轉變成氧化三甲胺。此成分及其他因腸道黏膜屏障遭破壞而進入血液的腸道菌細胞壁組成分子,會導致動脈硬化,進而引發血栓,而造成嚴重心血管疾病。

配合傳統的心血管危險因子分析、高階影像動脈血管檢查與心血管基因檢測,腸道菌DNA檢測能更準確評估個人心血管風險。定時的腸道菌趨勢分析也能給予適當生活型態調整建議與及時藥物與介入治療,以達心血管精準醫學願景。


肥胖、第二型糖尿病與代謝症候群

代謝症候群的人口快速的上升,造成嚴重醫療健康問題。人體生理的變化包括葡萄糖耐受性不良、胰島素抗阻增加、血脂異常、高血壓及中心型肥胖。這些異常表徵會以不同組合,展現不同形態的代謝症候群,且明顯與糖尿病、心血管疾病與某些癌症相關。

雖受基因影響,代謝症候群與腸道菌關係密切。某些腸道菌破壞了腸道壁的自然屏障,導致細菌的內毒素流入血液中。進而引發人體的全身慢性發炎反應,促使身體的異常生理變化是代謝症候群的主因之一。

肥胖是人體長期能量攝取與消耗的不平衡現象。某些腸道菌明顯能促使人體從食物中吸收更高的能量。腸道菌多樣性較少的人也顯示有較高的全身慢性發炎反應與眾多代謝症候群的生理異常表徵。

人體腸道菌可做為許多代謝症候群與其相關疾病如心血管疾病與糖尿病的生物標記。腸道菌趨勢分析能近一步輔助生活型態如飲食與運動的調適。一些針對改變腸道菌組成及多樣性的療法也可能成為未來肥胖、糖尿病與相關代謝症候群潛在的治療曙光。


非酒精性脂肪肝

非酒精性脂肪肝(non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD)是代謝症候群(metabolic syndrome)在肝臟的表徵。部分脂肪肝患者會演變成慢性肝炎、肝硬化甚至肝癌。

脂肪肝患者與健康者之腸道菌組成不同。特別腸道菌種與免疫系統的交互作用,引發慢性發炎。產生的有毒代謝物經肝門靜脈到達肝臟是脂肪肝形成的導火線。

腸道菌菌種DNA分析可協助診斷非酒精性脂肪肝及預測哪些患者會演變成較嚴重的慢性肝炎及其併發症。腸道菌演變趨勢分析則可作為生活型態改變後脂肪肝改善的參考。


過敏與自體免疫疾病

近數十年,對環境與自身組織抗原產生異常的免疫反應的疾病明顯增加,舉凡過敏、氣喘、第一型糖尿病、多發性硬化症及發炎性大腸疾病皆屬此類。

腸道菌與免疫系統在我們的腸子中有著密切的溝通管道。共生在我們腸道的細菌自出生後即開始調教我們先天與後天免疫系統的成熟,使其面對身體內外的變化與刺激有適切的反應。研究顯示,以上這些過敏與自體免疫疾病與自幼時腸道菌對免疫系統不完善的溝通與教育有顯著相關。

腸道菌對免疫系統的影響不僅只一兩隻明顯的菌種,而是整個腸道菌的組成。在健康狀態下,會與人體自己的細胞組織維持一個平衡。這樣的平衡會受人體、腸道菌本身及自然界多樣因素的影響。如果這平衡受到侵擾甚至失衡,稱為「菌群生態失衡」(Dysbiosis),會引發一系列的免疫相關疾病。

定期相關人體免疫的腸道菌檢測與趨勢分析可作為相關疾病的生物標記,藉以預測、預防及輔助疾病的治療。


神經與精神疾病

腦部成熟發展始於極早的嬰幼兒時期,直至青少年期才趨於完備。在嬰幼兒時期,腦部暴露於種種外在環境的刺激。這些刺激進而塑造腦部突觸連接與神經迴路的發展,導致終身行為與學習的深遠影響。自閉症即是因嬰幼期腦部功能成熟異常而引致的一種行為發展障礙。

人體中樞神經系統與胃腸系統自嬰幼兒期即有廣泛性的雙向溝通網路,稱之為腸-腦軸(gut-brain axis)。嬰幼兒腸道菌的成熟過程對腦部發展是一種重要的環境的刺激。共生的腸道菌對我們腦部神經化學的變化,深深的塑造大腦的發育。

我們腸道與腦部雙向溝通的腸-腦軸會持續至成年人。透過腸道黏膜與血腦屏障(blood brain barrier)通透性的改變,腸道菌產生的代謝產物及細胞壁組成分子會對腦部尤其是海馬迴(Hippocampus)的構造引發慢性發炎進而產生損傷。潛在引起的腦部疾病包括憂鬱症及隨年齡越趨明顯的認知功能障礙。

定期檢測相關的腸道菌並進行趨勢分析,能更精準預測及預防上述疾病。適當腸道益生菌及益生元的使用,以改變腸道菌的組成與數量,也對疾病的預防及治療露出一線曙光。

飲食

除了人體宿主因素如基因表現與外在環境因素外,腸道菌的菌群生態失衡明顯與飲食種類與習慣相關。飲食的質與量如碳水化合物、脂肪酸、微量營養素、益生元(prebiotics)與益生菌(probiotics)可直接或間接透過改變腸道菌的組成與多樣性,對身體各器官與組織造成影響。飲食與健康的相關及預防保健,不言可喻。


腸道菌多樣性

腸道菌是維持人體健康的共生夥伴(symbiotic partner)。腸道菌的恆定性與動態變化與宿主的特徵如年齡、性別、基因等有關,也隨腸道外在的環境因素如壓力、生活習慣、藥物、毒物及疾病與治療的過程而變化。另外,每天的飲食習慣與種類對腸道菌的組成也有潛移默化的影響。

腸道菌的恆定性與動態變化指標之一是腸道菌的多樣性(diversity)。也就是腸道菌組成的繁複程度。多樣性越低明顯與許多慢性疾病諸如癌症、心血管疾病與新陳代謝相關的肥胖及糖尿病有關。

高纖維飲食有助於腸道菌的多樣性,而且也能進一步豐富其代謝產物。多樣性的代謝產物,有助於維持人體健康。相反的,如果是典型的高熱量與高脂肪的西方飲食,會降低腸道菌的多樣性,也減少了代謝產物的複雜度,並且會有營養上的缺失而損害健康。腸道菌多樣性的變化是極其快速的過程,在飲食種類與習慣改變下,短時間內就會大幅更替。

定時檢驗腸道菌的多樣性是評估飲食健康與否與維持身心健康的新利器。