在健康状态下,普雷沃氏菌可能作为益生菌,帮助分解食物中的复杂多糖,产生有益的代谢产物。
大家好!今天我们要来聊聊一种可能您从未听说过,但在您的肠道健康中扮演着重要角色的微生物普雷沃氏菌(Prevotella)。它们是肠道微生物群落中的一员,对人体健康有着不可忽视的影响。
一、人体常见的普雷沃氏菌
普雷沃氏菌(Prevotella)是革兰氏阴性菌、非运动性、杆状、单细胞,可在厌氧条件下生长。Prevotella是一个大属,包括50多个不同的物种。已被发现在人类中栖息在多个身体部位,包括皮肤、口腔、阴道和胃肠道。
普雷沃氏菌有助于分解蛋白质和碳水化合物食物。普雷沃氏菌通常被认为是一种与健康的植物性饮食相关的菌,在人体中发挥重要的作用。
普雷沃氏菌属中常见物种
二、普雷沃氏菌与人体健康或疾病的关系
1、普雷沃氏菌属的减少与哪些疾病相关?
孤独症
近年来的研究表明,肠道菌群与自闭症等神经发育性疾病之间存在一定的联系。被诊断患有孤独症的儿童的普雷沃氏菌属丰度较低。Prevotella的减少导致精氨酸代谢受到抑制,导致高水平的一氧化氮,可能导致神经发育异常和孤独症的发病。孤独症儿童往往存在肠道菌群失调的情况,其中普雷沃氏菌等有益菌的丰度较低。通过恢复肠道菌群的平衡,包括增加普雷沃氏菌等有益菌的丰度,可能有助于改善孤独症儿童的症状。
过敏
Nature Communications发表的一项研究对澳大利亚的母婴队列样本进行分析,发现孕妈肠道中是否存在粪便普雷沃氏菌(Prevotella copri),与后代发生食物过敏的风险,存在强相关性。
他们发现,20%没有过敏的婴儿的粪便样本中含有P.copri,而过敏婴儿的粪便样本中只有8%含有P.copri:母亲的粪便样本中含有P.copri,意味着婴儿产生过敏的风险更低。
多发性硬化症
Lin, Q等通过对来自不同地理位置和技术多样性的7项研究中257名多发性硬化(MS)患者和267名健康对照者的16S测序数据进行荟萃分析,揭示了MS患者的肠菌结构与健康人的差异;
两组间α和β多样性无显著差异,MS患者中普氏菌属的相对丰度降低,而放线杆菌科的Actinomyces和粪杆菌属则与MS相关联。
便秘
便秘患者饮食中膳食纤维摄入明显减少,普雷沃氏菌属显著下降。
2、普雷沃氏菌属过高与哪些疾病相关?
虽然普雷沃氏菌属对人类健康有积极的作用,但是过高也会导致炎症及全身性疾病,包括肠道炎症、类风湿性关节炎、代谢紊乱和低级别全身性炎症。
肠道炎症
Prevotella intestinalis 定殖导致微生物群代谢变化,减少IL-18的产生,从而加剧肠道炎症,并可能导致全身自身免疫。
IBS-D
肠易激综合征 (IBS) 是一种慢性功能性胃肠道疾病,IBS-D是腹泻性,是 IBS 最主要的亚型。肠道菌群的改变与内脏超敏反应的增加有关,富含普雷沃氏菌可能与IBS-D 的高风险呈正相关。
--可能原因如下:
1普雷沃氏菌已被证实具有发酵和利用复杂多糖所必需的酶和基因簇。普雷沃氏菌可能与其他菌群相互作用,通过促进碳水化合物发酵,诱发内脏超敏反应,加剧IBS症状。
2普雷沃氏菌含有在黏液蛋白降解中起重要作用的酶,可能导致肠道通透性增加。
3普雷沃氏菌与促炎功能有关。用普雷沃氏菌治疗小鼠可加重结肠炎。
类风湿关节炎(RA)
发表在CMI上的一篇研究发现高纤维素饮食和普氏菌协同作用可以加重RA。机制上,高纤维素饮食增加肠道中的普氏菌,而普氏菌可以产生琥珀酸盐,从而增强巨噬细胞的促炎功能,加重RA。因此,富含膳食纤维的地中海饮食并不适用于所有RA患者。
肥胖
Prevotella copri能够刺激促炎细胞因子(如IL-6、IL-23和IL-17),并维持炎症环境,肥胖被认为是循环促炎细胞因子升高的慢性低度炎症性疾病,这种升高可能由促炎菌Prevotella驱动的微生物组维持。
普雷沃氏菌的高水平不仅与肥胖有关,且与非糖尿病患者的BMI指数、胰岛素抵抗、高血压和非酒精性脂肪性肝显著相关。
高血压
高血压前期人群和高血压人群的肠道微生物特征相似,Prevotella在两组中都有明显的增多,与收缩压(SBP)和舒张压(DBP)正相关。
Ⅱ型糖尿病
Prevotella在Ⅱ型糖尿病患者中丰度较高,与血浆葡萄糖呈显著正相关,直接影响葡萄糖耐量水平。
精神分裂症
对50名精神分裂症住院患者的研究结果显示,与没有表现出攻击性的同龄人相比,具有攻击性的患者有显著更高的促炎症、促氧化和肠漏生物标志物。
此外,攻击性人群的粪便细菌群落的alpha多样性和均匀性较低,几种有益肠道细菌的水平较低,粪便普雷沃氏菌属的水平较高。
脑瘫
研究发现,与正常发育的儿童相比,脑瘫儿童的肠道微生物群组成可能存在显著差异,其中包括普雷沃氏菌属的丰度增加。
三、普雷沃氏菌营养代谢通路
普雷沃氏菌擅长从阿拉伯木聚糖和低聚果糖中提取短链脂肪酸丙酸,且产生的丙酸比拟杆菌为主导的微生物群多两到三倍。
丙酸主要是通过琥珀酸途径形成的,并已被证明在肝脏中代谢。它能降低血清胆固醇和减少肝脏脂肪生成。
1、分解植物性多糖
Prevotella copri 是人类肠道中最普遍的普氏菌种,它能够分解植物多糖和宿主来源的粘蛋白,但不能分解膳食来源的动物多糖。这解释了工业化的西方化人口中肠道Prevotella多样性下降的原因,这些人摄入较少的植物性食物。
2、代谢B族维生素
普雷沃氏菌容易代谢产生维生素B1、B9,因此可以有效抵御脚气病。属于这一肠型的女性,胎儿患神经管畸形和唇裂的概率大幅降低。
2、普雷沃氏菌与其他菌相互作用
与拟杆菌的相互作用
普雷沃氏菌属与其他细菌,如拟杆菌属(Bacteroides),可能在肠道中竞争资源和生存空间。例如,普雷沃氏菌属和拟杆菌属在肠道中的丰度可能呈负相关,表明它们在生态位上存在竞争。
与铜绿假单胞菌的相互作用
普雷沃氏菌可减少铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)诱导的囊性纤维化支气管上皮细胞炎症反应。这种通过普雷沃氏菌减少炎症的机制可能为治疗慢性铜绿假单胞菌感染提供一种新的治疗方法。
四、饮食与普雷沃氏菌的关系
普雷沃氏菌的组成和代谢活动在很大程度上受饮食调节,它们也可以影响食物的代谢。
膳食中的纤维是普雷沃氏菌的重要营养来源。大量摄入膳食纤维会促进肠道中普雷沃氏菌的丰度增加。这一点在多项研究中得到了证实,如巴布亚新几内亚的研究表明,饮食中富含膳食纤维的当地人肠道中普雷沃氏菌为优势菌。
但是,有的人即使吃了很多的膳食纤维,肠道内普氏菌数量仍不能培养起来,具体原因可能跟遗传因素或者过往生活史有关系。
高脂高蛋白饮食则会降低肠道中普雷沃氏菌的丰度。这可能是因为这类饮食减少了膳食纤维的摄入,从而影响了普雷沃氏菌的生长环境。
五、小结
在健康状态下,普雷沃氏菌可能作为益生菌,帮助分解食物中的复杂多糖,产生有益的代谢产物,如短链脂肪酸,这些代谢产物对宿主健康有益。
然而,在某些情况下,普雷沃氏菌也可能成为条件致病菌,引起牙周和牙齿、肠道炎症、类风湿性关节炎、细菌性阴道炎等问题。这可能与普雷沃氏菌的某些菌株具有特定的致病性有关,也可能与宿主免疫状态、肠道微生态失衡等因素有关。
随着科学研究的深入,肠道菌群与健康的关系日益受到重视。肠道菌群检测是一项前沿的健康管理工具,通过精准分析肠道菌群的组成和变化,为我们揭示了肠道健康的"密语"。定期进行肠道菌群检测,有助于我们及时了解肠道健康状况,采取相应措施预防疾病的发生和发展。让我们从关注肠道健康开始,迈向更加健康美好的生活!
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