第二节　饮食结构不当引起肠道菌群失调影响宿主健康

人类许多疾病尤其是代谢性疾病、胃肠道疾病、心血管疾病和精神疾病等的发生都伴随肠道菌群失调，两者间互为因果关系。肠道菌群失调是指定居于肠道的正常菌群在种类及数量上发生改变，超过正常范围，表现为肠道菌群中占绝对优势的革兰氏阳性（G+）杆菌（绝大多数为厌氧菌）减少，而革兰氏阴性（G-）杆菌增多，杆/球菌比例减少。严重者，肠道原本存在的菌群几乎消失，取而代之的为葡萄球菌、梭菌及真菌等。饮食结构不当，包括进食高能量、高糖、高脂、含大量饱和脂肪酸和反式脂肪酸的加工类食物，缺少膳食纤维、包含化学合成物或药物，以及缺少活性微生物的食品，使人体现有的定植菌群多样性显著降低，而且比例发生改变。

（一）菌群失调与肥胖

肥胖是困扰人类健康的重大公共卫生问题。国际上认为不合理的饮食破坏肠道菌群结构，引起全身性的、低度的慢性炎症而导致脂肪过度堆积。不良饮食习惯如长期食用大量的高能量、高脂肪食物使肠道中的厚壁菌门细菌大量增殖，双歧杆菌数量显著下降，造成肠道菌群失衡，引起一系列病理学改变，包括肠-脑轴（gut-brain axis）信号传递异常、内脏植物性神经系统启动、肠道屏障损伤及炎性反应等，最终有利于肥胖发生。因此，重建合理的饮食结构有可能改善机体肥胖。

已有初步证据表明肥胖或精瘦的表型与部分菌群特异性的种、属之间存在联系。比如肥胖表型与乳杆菌属（Lactobacillus）、葡萄球菌属（Staphylococcus）和粪杆菌属（Faecalibacterium）等十余个菌属相关，而精瘦表型与拟杆菌门（Bacteroidetes）、甲烷短杆菌属（Methanobrevibacter）和双歧杆菌属（Bifidobacterium）等几个菌属相关。值得注意的是，在乳杆菌属（Lactobacillus）中，肥胖和精瘦与不同种的乳酸菌有关，例如，与肥胖相关的是罗伊氏乳杆菌（Lactobacillus reuteri）。肥胖患者肠道内罗伊氏乳杆菌（Lactobacillus reuteri）显著增加，而动物双歧杆菌（Bifidobacterium animalis）和史氏甲烷短杆菌（Methanobrevibacter smithii）显著减少，该菌群失调可以直接调控机体的脂肪合成与存储相关基因——禁食诱导脂肪细胞因子（fasting-induced adipocyte factor，FIAF）的表达，从而扭曲能量代谢，使其向过度合成和存储脂肪的方向发展，最终导致肥胖的形成。

肠道微生态失调时，如果出现革兰氏阴性杆菌的数量明显增多，革兰氏阴性菌的细胞壁组分脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）能够与免疫细胞表面的Toll样受体4（Toll-like receptor 4，TLR4）结合，触发促炎因子地释放，引起炎症反应，增加肠黏膜通透性。同时，肠道菌群失调也会影响营养物质的消化，肠道SCFA的量明显升高，也会增加脂肪的合成。两种因素共同作用，从而导致机体整体的代谢紊乱，也是导致肥胖的原因之一。

（二）菌群失调与糖尿病

肠道菌群失调是2型糖尿病发生的诱因之一，有害菌增多会导致宿主出现慢性系统性炎症表现，而慢性炎症是胰岛素抵抗的一个重要发病机制，炎症过程产生的炎症因子影响胰岛素的信号通路，引起胰岛素抵抗。

通过对345名中国受试者的肠道微生物宏基因组关联分析发现，2型糖尿病患者具有中等程度的肠道微生态紊乱，产丁酸细菌种类缺失而各种机会致病菌增加。2型糖尿病患者肠道中的厚壁菌门、梭菌门和β-变形菌门的比例较正常人明显升高，双歧杆菌和乳杆菌的数量减少，并与血糖浓度显著相关。

肠道菌群失调与以上代谢性疾病发生发展之间的关系越来越引起人们的重视，肠道细菌未来可能成为肥胖和胰岛素抵抗等机体代谢失调的治疗靶点。通过合理应用微生态制剂或功能性食品，重建正常肠道菌群，有望达到降低体重、改善胰岛素抵抗、增加机体葡萄糖代谢和减轻肠道炎症的目的。