腸道菌群是人體內(nèi)氫氣的唯一來源？

 

 

150年前，氫氣就被確定為腸道內(nèi)主要的氣體成分，后來通過研究弄清楚這些氫氣是大腸內(nèi)大腸桿菌用食物發(fā)酵產(chǎn)生。傳統(tǒng)上把氫氣作為生物惰性氣體看待，這些大腸內(nèi)氫氣也被作為過客，一部分通過肛門排放，大多數(shù)通過腸道黏膜吸收，經(jīng)過血液循環(huán)進(jìn)入肺，在肺內(nèi)釋放到體外。后來，通過大量的研究證實(shí)，其實(shí)氫氣并不是惰性氣體，而具有非常廣泛生物學(xué)效應(yīng)，能作為抗炎癥生物分子參與保護(hù)心臟和組織損傷，氫氣不僅是腸道大腸桿菌的代謝產(chǎn)物，可能也是多種其它部位細(xì)菌的代謝產(chǎn)物，即非腸道細(xì)菌也能產(chǎn)生一定量氫氣，那么產(chǎn)生氫氣的部位有：

 

口腔和咽部細(xì)菌具有產(chǎn)生氫氣的能力

另一個可能產(chǎn)生氫氣的部位是呼吸道，這里分布的假單胞菌和不動桿菌都是產(chǎn)生氫氣的候選者

皮膚正常細(xì)菌棒狀桿菌、不動桿菌和鏈 球菌都具有產(chǎn)生氫氣的能力

 

氫氣與腸道氫氣能促進(jìn)腸道菌落健康的作用機(jī)制

 

抗氧化

 

胃腸道不僅能消化食物，也會產(chǎn)生氣體或非營養(yǎng)成分，這些氣體和非營養(yǎng)成分可能對身體健康具有舉足輕重的作用。而人體內(nèi)的氫氣是腸道菌群某些成員發(fā)酵膳食纖維獲取能量時，為了平衡氧化還原反應(yīng)把失去的電子以氫氣的形式釋放出來而產(chǎn)生的，而氫氣溶于水后是非常好的抗氧化劑，可以自由進(jìn)出細(xì)胞，到達(dá)細(xì)胞內(nèi)有超氧自由基的部位發(fā)生抗氧化反應(yīng)，清除壞的自由基【體內(nèi)活性氧自由基（好的）具有一定的功能，如免疫和信號傳導(dǎo)過程，但過多的活性氧自由基（壞的）就會有破壞行為，導(dǎo)致人體正常細(xì)胞和組織的損壞，從而引起多種疾病】。這應(yīng)該是氫氣發(fā)揮其“神奇”生物學(xué)效應(yīng)的基本機(jī)制。

 

 

參于線粒體能量代謝

 

最近日本名寄城市大學(xué)營養(yǎng)學(xué)學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn)，給動物口服寡聚果糖可以促進(jìn)腹腔和門靜脈內(nèi)氫氣的濃度，推測為來自大腸內(nèi)細(xì)菌消化寡聚果糖而產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)組動物口服25或50 g/kg體重寡聚果糖7天或14天，對照組飲食中不含有寡聚果糖。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，口服寡聚果糖可以十動物血液中氫氣濃度明顯增加，腹腔組織特別是脂肪組織內(nèi)氫氣的濃度是對照組的5.6到 43倍，腹腔內(nèi)氫氣的濃度是對照組的11倍。如果給高脂肪飲食的動物連續(xù)喂寡聚果糖或菊粉28天，在氫氣產(chǎn)生增加的同時，脂肪組織NFkB mRNA明顯降低，其中喂寡聚果糖氫氣產(chǎn)生比菊粉更明顯。和對照組對比，喂寡聚果糖或菊粉組動物白細(xì)胞介素6和CCL2基因表達(dá)也有下降趨勢（無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異）。這一研究結(jié)果提示，口服一些無法直接吸收的寡聚果糖或許可通過促進(jìn)大腸內(nèi)細(xì)菌產(chǎn)生氫氣，并通過抗炎癥對抗代謝綜合癥，這一文章最近發(fā)表在營養(yǎng)學(xué)雜志上。

 

接著在阿德萊德舉辦的2015年澳大利亞醫(yī)學(xué)研究會議上，Lockett博士報(bào)告了該小組的相關(guān)研究'Bugs， Bowels and Beyond'，闡述了不同膳食如何影響腸道微生物，確定了細(xì)菌代謝產(chǎn)物不僅是氣體，而且有許多對機(jī)體和腸道組織有益的分子，解釋了為什么促進(jìn)腸道氣體產(chǎn)生的食品對健康有好處的道理。Lockett說，腸道細(xì)菌可產(chǎn)生丁酸等短鏈脂肪酸，這些短鏈脂肪酸能刺激調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞，抑制炎癥反應(yīng)。如果食物結(jié)構(gòu)合理，菌群結(jié)構(gòu)合理的話，每天可以產(chǎn)生超過15升氫氣，為了鼓勵這些產(chǎn)氫微生物，我們就需要吃纖維，CSIRO腸道健康和營養(yǎng)集團(tuán)食品和營養(yǎng)主管研究者Trevor Lockett表示，膳食纖維的發(fā)酵成分對于喂養(yǎng)機(jī)體中腸道產(chǎn)氫微生物群非常重要。我們除了直接服用多糖外，低聚果糖也天然廣泛存在于水果、蔬菜當(dāng)中，如牛蒡、洋蔥、大蒜、黑麥和香蕉等，所以我們平時多補(bǔ)充這些食物就能夠起到激活與增殖人體內(nèi)產(chǎn)氫益生菌群的作用。

 

 

目前，我們對腸道外部位細(xì)菌產(chǎn)生氫氣的具體情況仍然不太了解，但這些部位細(xì)菌產(chǎn)生氫氣和健康的關(guān)系都值得進(jìn)一步深入研究。不同部位細(xì)菌產(chǎn)生氫氣也有可能在局部發(fā)揮作用，影響宿主健康，但這些問題仍需要通過研究確認(rèn)。隨著氫作為一種新型抗氧化劑應(yīng)用于人類健康領(lǐng)域，各國專家學(xué)者更加專注于對氫分子生物學(xué)效應(yīng)的研究和發(fā)現(xiàn)，并相繼發(fā)表多篇論文。截至2015年，該領(lǐng)域發(fā)表的文章共600多篇，其中中國280篇、日本232篇、美國121篇。中國醫(yī)促會氫分子生物醫(yī)學(xué)專業(yè)委員會主任委員、《氫分子生物學(xué)》作者、第二軍醫(yī)大學(xué)孫學(xué)軍教授說，氫作為一種新型抗氧化劑具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。首先，氫的還原性比較弱，只與活性強(qiáng)和毒性強(qiáng)的活性氧反應(yīng)，不與具有重要信號作用的活性氧反應(yīng)，這是氫選擇性抗氧化的基礎(chǔ)。其次，氫本身結(jié)構(gòu)簡單，與自由基反應(yīng)的產(chǎn)物也簡單。例如，與羥自由基反應(yīng)生成水，多余的氫可通過呼吸排除體外，不會有任何殘留，對身體無毒副作用。再者，氫的分子量低，可以通過血腦屏障，也可自由擴(kuò)散到細(xì)胞的任何位置，甚至是細(xì)胞核和線粒體。因此，作為一種有選擇性、無毒、無殘留抗氧化物質(zhì)，氫氣具有良好的應(yīng)用前景，特別是由于氫氣本身極大的生物安全性，使得氫氣有望成為臨床治療和健康保健的新手段，方法主要包括呼吸氫氣、注射富氫溶液和飲用富氫水。