影響健康的身體內(nèi)部矛盾:迅速變化的菌群與進(jìn)化緩慢的基因的矛盾
在現(xiàn)代社會,文明的進(jìn)步,科技的發(fā)達(dá),使我們有了更多的本錢獲得健康。不可否認(rèn),醫(yī)學(xué)的確是發(fā)達(dá)了,技術(shù)也的確是進(jìn)步了,醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)無疑是更壯大了,但是,現(xiàn)代人們的疾患卻并沒有隨之減少,反而似乎更愛生病了,尤其是進(jìn)入中老年之后,很多慢性疾病就會撲面而來。人們疾病的種類越來越多,甚至還出現(xiàn)了越來越多的疑難雜癥。對于很多疾病,不要說治愈,就算是消除和抑制癥狀似乎都沒那么容易了。藥物的種類越來越多,但是療效似乎越來越差。這是為什么呢?答案可能在我們的腸道菌群。現(xiàn)代生活方式導(dǎo)致腸道菌群的快速變化使其與進(jìn)化緩慢的人類基因組不相容,導(dǎo)致身體內(nèi)部矛盾的出現(xiàn),從而誘發(fā)各種疾病的發(fā)生。這是怎么回事呢?
身體內(nèi)部矛盾
人類腸道內(nèi)擁有一個復(fù)雜的微生物群落,這一微生物群落的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了腸道本身的限制,與人類生理的各個方面都緊密聯(lián)系在一起。人類微生物群落可以通過微生物產(chǎn)生的生化信使進(jìn)行信號交流:腸道神經(jīng)系統(tǒng)可以將腸道微生物產(chǎn)生的信號傳遞到中樞神經(jīng)系統(tǒng),腸道免疫細(xì)胞可以感知局部微生物信號并傳送到全身各處。
在數(shù)百萬年的進(jìn)化過程中,人類微生物群落與其宿主共同進(jìn)化,形成互惠互利的共生關(guān)系。在超過20萬年的時間里,地球上的大多數(shù)人都是覓食者,攝入大量的植物性食物。長時間攝入大量的植物性食物導(dǎo)致腸道菌群很好地適應(yīng)了膳食纖維,而人類基因組也很好地適應(yīng)這些分解纖維的微生物及其代謝產(chǎn)物,比如短鏈脂肪酸。
在工業(yè)化過程中,人類腸道菌群受到了前所未有的沖擊,包括低膳食纖維的飲食和抗生素的使用,導(dǎo)致腸道菌群的改變,表現(xiàn)為降解黏液的微生物數(shù)量增加和抗生素耐藥性細(xì)菌物種的存在等,微生物的代謝和功能也發(fā)生了巨大的變化。雖然我們迅速變化的腸道菌群很好地適應(yīng)了我們目前的飲食和其它環(huán)境壓力,然而,我們進(jìn)化相對緩慢的人類基因組卻不能很好地適應(yīng)這些微生物及其相關(guān)功能。這種菌群和人類基因組之間的不兼容性構(gòu)成了我們的身體內(nèi)部矛盾,可能導(dǎo)致廣泛的功能障礙,包括慢性炎癥和肥胖,從而導(dǎo)致非傳染性慢性疾病的發(fā)生。
微生物基因與宿主基因需要密切配合,促進(jìn)人類宿主健康。例如在食物資源匱乏的游牧人群中,來自微生物的信號促進(jìn)那些能夠增加熱量吸收的基因的表達(dá),保證我們獲取更多的營養(yǎng);然而在當(dāng)今物質(zhì)資源充足和營養(yǎng)過剩的年代,微生物群落發(fā)生了巨大變化,而進(jìn)化緩慢的人類基因組顯然還沒有適應(yīng)這些變化的微生物信號,則可能導(dǎo)致肥胖相關(guān)疾病的不斷增多。同樣,在遠(yuǎn)古時代,來自微生物的信號與那些促進(jìn)炎癥的基因相互作用對于我們抵抗病原體具有健康益處,但是在現(xiàn)代過于潔凈感染減少的社會則可能會促進(jìn)慢性炎癥性疾病的發(fā)生。
正如我國社會的主要矛盾為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾一樣,當(dāng)今飲食模式和醫(yī)療實(shí)踐發(fā)生巨大變化的現(xiàn)代化社會,促進(jìn)了迅速變化的腸道菌群與進(jìn)化緩慢的人類基因組之間的矛盾,表現(xiàn)為我們身體的內(nèi)部矛盾?,F(xiàn)代社會的主要矛盾給我們構(gòu)建和諧社會帶來了一些不和諧的因素,而身體內(nèi)部矛盾則為我們維持健康身心帶來了一些不利因素。
現(xiàn)代工業(yè)化社會,某些微生物物種及其功能的喪失,我們稱之為“菌群功能不全綜合征”。我們微生物特性的某些方面已經(jīng)滅絕,這種滅絕導(dǎo)致了我們的微生物群落與我們適應(yīng)較慢的人類基因組之間的不匹配。某些微生物類群雖然在現(xiàn)代工業(yè)化社會人群中已經(jīng)消失,但是在進(jìn)化史上卻是人類生物學(xué)十分重要的一部分,這些微生物來源的分子信號(例如,代謝產(chǎn)物或微生物的某些結(jié)構(gòu)組分)很可能在進(jìn)化過程中塑造了人類基因組的各個方面(例如,編碼受體、信號通路或調(diào)控元件)。
從進(jìn)化的角度來說,人類基因組所“需要”的這些微生物信號的喪失,可能導(dǎo)致某些重要的身體系統(tǒng)功能失調(diào),包括免疫功能、新陳代謝和中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能。工業(yè)化社會人群的微生物群落降解宿主黏液的能力增加可能導(dǎo)致宿主的不適應(yīng)反應(yīng),比如炎癥。這些變化可能是導(dǎo)致當(dāng)前工業(yè)化社會許多非傳染性慢性疾病日益上升的原因或驅(qū)動因素,比如心血管疾病、糖尿病、癌癥和慢性呼吸道疾病,其中許多疾病部分或完全是由免疫系統(tǒng)功能失調(diào)所驅(qū)動的。
現(xiàn)代社會影響菌群的“不和諧”因素
人屬動物最早出現(xiàn)在兩三百萬年前,而現(xiàn)代人類出現(xiàn)在20萬到30萬年前。這期間的大部分時間里,人類住山洞,靠狩獵采集為生?,F(xiàn)代社會的許多行為,包括抗生素的過度使用和高度加工的飲食,對我們的腸道菌群造成了許多前所未有的沖擊。
在過去的一萬年里,人類獲取熱量的方式發(fā)生了兩大翻天覆地的變化:第一、農(nóng)作物種植技術(shù)和動物養(yǎng)殖技術(shù)的發(fā)明;第二、食品生產(chǎn)的工業(yè)化。飲食是控制腸道菌群組成和多樣性的強(qiáng)有力杠桿。工業(yè)化社會的飲食在許多方面都發(fā)生了迅速的變化,包括蛋白質(zhì)、脂肪和糖的供應(yīng)增加以及包括防腐劑、殺蟲劑、添加劑和乳化劑等在內(nèi)的非食品類化學(xué)物質(zhì)的加入,這些都可能對宿主-微生物的相互作用產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
與此同時,這些飲食中微生物可利用的碳水化合物(比如膳食纖維)的量均一致地減少了,而這些碳水化合物可以促進(jìn)腸道菌群的新陳代謝。低膳食纖維的西式飲食可導(dǎo)致腸道菌群的變化,小鼠研究表明這種變化在四代小鼠身上仍然明顯而且是不可逆轉(zhuǎn)的,說明膳食纖維在維持健康腸道菌群方面的重要性。
由于現(xiàn)代社會許多因素同時存在,我們很難梳理出每個因素各自在整個人類菌群變化中的相對重要性。例如,剖宮產(chǎn)和配方奶喂養(yǎng)都會影響嬰兒菌群,而且在剖宮產(chǎn)的情況下,這些變化可以持續(xù)到嬰兒期以后;抗生素的使用會導(dǎo)致腸道菌群發(fā)生急劇的變化,而且這種影響也是持續(xù)性的;不同地區(qū)人群的飲食和腸道菌群的巨大差異也表明,飲食也是造成腸道菌群差異的一個重要驅(qū)動因素;許多與工業(yè)化有關(guān)的因素,例如衛(wèi)生條件的改善,也可能造成這種差異。
衛(wèi)生條件的改善限制了微生物在人群之間的傳播,這也可能限制菌群紊亂后丟失的細(xì)菌物種的重新引入。盡管我們很難理清這些不同因素的相對貢獻(xiàn),但是越來越明顯的是,來自工業(yè)化社會的個體微生物群落與全球傳統(tǒng)人群的微生物群落是不同的。這就出現(xiàn)了一個問題,工業(yè)化社會的人體微生物群落在很大程度上偏離了我們祖先人群的菌群特征。
腸道微生物在人類歷史的很長一段時間內(nèi)與人類共生共存,包括那些工業(yè)化人群中消失或減少的細(xì)菌類群,它們在數(shù)千年的時間里塑造了人類生物學(xué)。我們的人類基因組在很長一段時間內(nèi)通過自然選擇適應(yīng)了我們的環(huán)境,它也可能適應(yīng)了與人類長期共存的一些微生物?,F(xiàn)代社會的一些“不和諧”因素影響著我們的腸道菌群組成,也影響了人類宿主與腸道菌群的共生關(guān)系,從而影響人們的身心健康。
現(xiàn)代工業(yè)化菌群對人類健康的影響
通常情況下,那些遠(yuǎn)離慢性炎癥性疾病的人群的菌群特征,比如某些傳統(tǒng)生活方式人群的菌群,被認(rèn)為是“健康的菌群”?,F(xiàn)代人群很可能正在與一種新的微生物特性作斗爭,這種微生物特性已經(jīng)從其原始狀態(tài)惡化,表現(xiàn)為菌群多樣性減少和某些重要的細(xì)菌類群豐度降低,而這種惡化的狀態(tài)對于人類基因組來說可能并不理想。菌群與基因組的這種不相容可能是非傳染性慢性疾病發(fā)病率增加的原因,這是由慢性、低水平的炎癥和/或免疫系統(tǒng)功能失調(diào)造成的。
工業(yè)化國家的平均壽命增加是否又表明了工業(yè)化的菌群并不是有害的呢?美國和歐洲的平均壽命目前接近79歲,而現(xiàn)代狩獵采獵者的平均壽命只有21-37歲左右。然而,這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)掩蓋了這些人群在生命晚期的健康軌跡。現(xiàn)代狩獵采獵者的平均壽命較低在于他們較高的嬰兒死亡率。一旦進(jìn)入成年期,哈扎人群的平均壽命為76歲。這些人群的死亡原因包括感染性胃腸道和呼吸道疾?。?5%)、意外和暴力(17%)以及退化性疾?。?8%),而心臟病和中風(fēng)極其罕見。
相比之下,60歲以上的現(xiàn)代西方人群中最常見的死因是心血管疾病。在美國,男性首次心臟病發(fā)作的平均年齡為65歲,而美國糖尿病診斷的中值年齡為54歲。自身免疫性疾病的發(fā)病率也正以驚人的速度上升,這種流行病似乎正是由西方生活方式所助長的。在許多疾病狀態(tài)下,腸道菌群組成都發(fā)生了改變,腸道菌群的改變可以導(dǎo)致代謝綜合征、動脈粥樣硬化和自身免疫性疾病等非傳染性慢性疾病。
雖然工業(yè)化世界的人們可能有著更長的壽命,但是在他們的生命晚期卻往往背負(fù)著巨大的慢性疾病負(fù)擔(dān)。顯然,現(xiàn)代工業(yè)化社會的醫(yī)療進(jìn)步對人類平均壽命產(chǎn)生了有益的影響,但問題是,我們很多人在后半生可能都飽受疾病的折磨,嚴(yán)重影響著我們的生活質(zhì)量,我們的健康壽命卻是在逐漸降低的。
改善健康的方法
構(gòu)建和諧社會,化解社會矛盾是前提和基礎(chǔ);那么,維持身心健康,解決身體內(nèi)部矛盾是關(guān)鍵,那就是重新讓人類基因組與微生物群落相適應(yīng)。
從長遠(yuǎn)來看,人類基因組可能會進(jìn)化到適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)化的菌群,重建菌群與人類基因組的平衡,但這可能需要很長很長的時間。然而,社會一直在進(jìn)步,菌群一直在變化,進(jìn)化緩慢的人類基因組亦或永遠(yuǎn)趕不上菌群變化的步伐。
從短期來看,要改善或重建腸道菌群和人類基因組之間的兼容性,我們需要重新引入那些在工業(yè)化人群中減少或消失而且證明對宿主有益的細(xì)菌物種和功能。通過更健康的飲食,增加膳食纖維的攝入,可能促進(jìn)這些微生物在腸道內(nèi)的定植和代謝。
動物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的短鏈脂肪酸和高纖維飲食的積極作用以及現(xiàn)代狩獵采集者飲食中豐富的膳食纖維和較罕見的慢性疾病發(fā)生,進(jìn)一步證明了這一點(diǎn)。世界健康長壽地區(qū)人群的飲食也富含膳食纖維,包括意大利撒丁島、日本沖繩島、哥斯達(dá)黎加尼科亞半島、希臘伊卡利亞島、美國加州羅馬琳達(dá)鎮(zhèn)等等。對前瞻性人類隊(duì)列研究的薈萃分析也表明,膳食纖維的攝入量與死亡風(fēng)險降低之間存在量效關(guān)系。
在未來,我們可以通過生活方式、醫(yī)療實(shí)踐和飲食的全面改革以促進(jìn)健康的微生物生態(tài)系統(tǒng)。一方面是進(jìn)行包括飲食改變和減少不適當(dāng)?shù)目股厥褂玫仍趦?nèi)的全民部署,另一方面是充分利用飲食-微生物相互作用的精確和個性化見解,充分考慮個人的生理健康狀況,比如,菌群、人類基因組、免疫和代謝狀態(tài)以及表觀基因組等,個性化優(yōu)化一個人的腸道菌群。
為了優(yōu)化菌群,促進(jìn)健康和長壽,工業(yè)化社會的人群應(yīng)該少吃糖和動物脂肪,減少卡路里的攝入,攝入更多富含膳食纖維的食物。但是,現(xiàn)在的人們似乎已經(jīng)很享受高脂高糖的加工食品所帶來的好感受和滿足感。教育、政策和激勵措施的改變以及食品技術(shù)的創(chuàng)新,可能會加速飲食誘導(dǎo)的全民健康改善。
小結(jié)
現(xiàn)代社會,由于衛(wèi)生條件的改善、抗生素的使用以及加工食品的攝入增加,世界各地的人們開始向感染性病原體接觸減少的環(huán)境轉(zhuǎn)移,全球死亡原因也從傳染性疾病向非傳染性慢性疾病轉(zhuǎn)移。
生命早期接觸微生物機(jī)會較多的人,可以擁有較低的致病性感染發(fā)病率,也可以擁有正常運(yùn)作的免疫系統(tǒng)來抵御慢性疾病的發(fā)生?,F(xiàn)代生活方式讓我們接觸微生物的機(jī)會越來越少了,很多細(xì)菌豐度減少甚至消失了,導(dǎo)致某些重要功能也減少或丟失了。當(dāng)今世界改變了我們的飲食方式(過度加工、高熱量食品)以及生活方式(抗菌產(chǎn)品的過度使用和抗生素的濫用),這些改變威脅到了我們的腸道微生物健康,破壞了我們與腸道微生物的互惠共生關(guān)系。
現(xiàn)代社會慢性疾病的高發(fā),很大程度上就是由于現(xiàn)代生活方式對人體共生微生物造成巨大的沖擊,導(dǎo)致共生微生物的惡化,從而與進(jìn)化緩慢的人體基因組不相容所導(dǎo)致的。要維持身心健康,就要緩解身體內(nèi)部菌群與人類基因組之間的矛盾。讓人類基因組進(jìn)化到與我們現(xiàn)代社會的菌群相適應(yīng)需要很長很長的時間;然而,社會一直在進(jìn)步,菌群也一直在進(jìn)化,基因組可能永遠(yuǎn)也趕不上菌群快速進(jìn)化的步伐。那么,腸道菌群將是有效預(yù)防和治療疾病的重要杠桿,改變我們的生活習(xí)慣和飲食習(xí)慣,讓菌群放慢變化的速度和幅度,以匹配人類宿主的適應(yīng)能力,才是幫助我們維持身心健康的關(guān)鍵。在未來,我們也不能在盲目的殺菌,而是應(yīng)該學(xué)會與微生物共生,和身邊的微生物成為朋友!
轉(zhuǎn)自https://www.toutiao.com/article/7079669604808802851/?log_from=0082bf27715d4_1656226638977
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