猪肠道微生物代谢与思考
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摘要
肠道微生物及其代谢对动物机体健康与疾病的发挥着关键性影响和调控作用。哺乳动物的肠道除了是进行消化和吸收营养物质的主要部位,肠道中有大量复杂多样的微生物通过或者定植,对维持胃肠系统的生理动态平衡发挥着至关重要的作用。随着研究的不断深入,日粮和营养食谱中的"fiber gap",肠道微生物的"bowel cleansing"功能,"traveling microbiome"的调节作用,"live probiotics"的干预方式等,成为最新的研究热点。从营养学角度看,日粮纤维摄入量的不足,将会导致动物肠道微生物菌群种类的显著减少,而且随代际的延续而增加,最终导致肠道微生物菌群多样性的消耗,引起肠道甚至机体全身性疾病。肠道微生物的肠道清洁功能日益受到重视,研究发现,肠道微生物及其代谢产物,有助于在肠道内形成微生物屏障,通过物理屏障作用,降解有毒有害物质,分泌活性的抗毒物质等方式,达到清除动物肠道食糜中对健康有危害的组分。既往研究认为只有肠道定殖的微生物菌群对动物肠道功能具有重要调节作用,而近来的研究显示,"过路菌",即旅行微生物组的菌群结构,同样通过多种不同的作用方式,对肠道的结构和功能发挥着重要的调控作用。不同于其他日粮活性营养物质主要通过化合物的形式进行日粮添加,肠道益生菌的干预模式,主要是通过活菌的形式进入动物肠道发挥功能,因此益生菌或者益生菌群混合物,需要通过日粮添加、灌胃等方式,直接以活性益生素的形式干预动物的肠道功能。肠道微生物既影响着动物机体对营养物质的吸收和代谢,又调控着宿主日常的生理功能、疾病免疫等方面。肠道菌群已被证实能够通过微生物—脑—肠轴与机体进行相互调控,从而达到改变宿主的机体代谢和肠道屏障功能以及免疫系统稳态的效果,且肠道微生物的代谢可能是通过微生物—脑—肠轴来调节宿主的生理机能和健康状况。本文概述了以猪为代表的肠道微生物区系及其代谢产物对宿主肠道健康的影响,并且阐述了肠道微生物和机体整体代谢之间的互作关系。未来的研究热点将集中于以下方面:1)猪日粮不同类型膳食纤维的剂量-效应关系和组合应用;2)猪作为人疾病和健康相关研究的动物模型,研究并揭示日粮纤维缺乏对人慢性非传染性疾病的作用机制;3)以猪为模型研究肠道微生物组对动物体内重要生命活动的调节,阐明肠道微生物与宿主共生和互作的模式;4)以猪为模型研究肠道微生物与肠道免疫系统之间的互作和调控机制,发掘靶向性提高动物肠道天然免疫功能的生物饲料添加剂等。
引文