
現(xiàn)在的生命科學(xué)領(lǐng)域,不僅氫氣醫(yī)學(xué)研究火熱,腸道菌群的研究更是火爆,其交叉領(lǐng)域中腸道菌群氫氣代謝的研究也越來越受到重視。這給我們認(rèn)識(shí)菌群和氫氣相互關(guān)系提供了重要信息途徑。今天文章主要參考(PMID: 32547517)。
腸道氫菌群代謝網(wǎng)絡(luò),腸道內(nèi)存在產(chǎn)生氫氣的糖代謝菌,利用氫氣的氫氣營養(yǎng)菌,兩種細(xì)菌組成一個(gè)共生關(guān)系。產(chǎn)氫氣菌制造氫氣給氫氣營養(yǎng)菌提供氫氣食物,氫氣營養(yǎng)菌利用氫氣降低氫氣水平促進(jìn)糖代謝菌能量代謝速度。兩類細(xì)菌形成互惠互利相互依存的關(guān)系。當(dāng)然,給腸道菌群提供糖類營養(yǎng)物質(zhì)是代謝起源底物,是氫氣代謝網(wǎng)絡(luò)的重要?jiǎng)恿Γ龤錃鉅I養(yǎng)菌利用氫氣,宿主吸收氫氣也是非常重要的影響因素。因此,我們能比較容易從人呼吸氣體中檢測到氫氣,而攝取小腸難吸收的某些糖類如乳果糖、甘露糖,可以顯著提高腸道氫氣的產(chǎn)量,呼吸氣體中氫氣濃度會(huì)顯著提高。
腸道內(nèi)有許多產(chǎn)氫菌,但沒有比較詳細(xì)的分類,一般將能產(chǎn)氫氣的菌作為一類對待,產(chǎn)氫氣是糖分解功能菌群的共同特征,這些細(xì)菌利用分解單糖和多糖,一般都具有制造氫氣的能力。這也是腸道內(nèi)氫氣的主要來源。不過氫氣產(chǎn)生后隨著氫氣分壓增加,會(huì)反饋抑制產(chǎn)氫氣的糖分解酶的代謝酶活性,導(dǎo)致產(chǎn)氫氣效率下降。在腸道內(nèi),氫氣產(chǎn)生后有兩個(gè)途徑減少,一個(gè)是宿主腸道粘膜吸收氫氣,然后隨著血流運(yùn)輸?shù)饺?,最后?jīng)過呼吸釋放到體外。另一個(gè)是腸道內(nèi)利用氫氣的菌群。
腸道內(nèi)利用氫氣的腸道菌群則有更全面的研究,主要有三種氫營養(yǎng)菌群,分別是硫酸鹽還原菌、產(chǎn)甲烷菌和產(chǎn)乙酸菌。這三種氫氣營養(yǎng)菌對氫氣存在競爭關(guān)系,其中硫酸鹽還原菌利用氫氣的能力最強(qiáng),硫酸鹽還原菌的氫氣半飽和濃度比產(chǎn)甲烷菌低100萬倍。利用氫氣能力最低的是產(chǎn)乙酸菌,需要?dú)錃鉂舛雀哌_(dá)70mM。不過在甲烷濃度很高,但硫化氫濃度接近零的情況下,競爭氫氣的主要對手是硫酸鹽還原菌和產(chǎn)甲烷菌。
氫氣營養(yǎng)菌也具有非常重要的生理作用。例如硫酸鹽還原菌產(chǎn)生的硫化氫能對腸道上皮產(chǎn)生毒性,造成基因突變。產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生的甲烷能抑制腸道蠕動(dòng),可能是某些便秘患者的病理基礎(chǔ)。乙酸很容易被人體吸收,可以作為人體能量物質(zhì)被利用。當(dāng)然乙酸的生物學(xué)作用可能有更多未被發(fā)現(xiàn)。腸道氫氣營養(yǎng)菌和某些疾病的關(guān)系也有比較多研究,例如在腸易激綜合征、炎癥性腸病、結(jié)直腸癌和肥胖等病理過程中,這些氫氣營養(yǎng)菌都有不同程度的參與。
外用氫氣對腸道菌群會(huì)不會(huì)產(chǎn)生影響,有一些研究提示氫氣對腸道菌群會(huì)產(chǎn)生影響,出現(xiàn)這種情況可考慮以下幾種因素。一是服用產(chǎn)氫氣釋放金屬,這種材料釋放氫氣后會(huì)增加堿性,而堿性對腸道菌群產(chǎn)氫氣有促進(jìn)作用。二是服用氫水,氫氣本身有促進(jìn)腸道蠕動(dòng)的作用,腸道蠕動(dòng)自然給腸道細(xì)菌會(huì)產(chǎn)生一定影響。氫水會(huì)不會(huì)有部分剩余保留到大腸內(nèi),這感覺有一定難度,但飲用氫水顯然同時(shí)會(huì)讓水中氧氣濃度下降,ORP降低,這可能會(huì)對腸道產(chǎn)生綜合影響。三是吸入氫氣等各種途徑使用氫氣都會(huì)導(dǎo)致血液內(nèi)氫氣濃度增加,這自然會(huì)限制腸道攝取氫氣的速度,導(dǎo)致腸道內(nèi)氫氣濃度相對提高,產(chǎn)生類似腸道補(bǔ)充糖類物質(zhì)的類似效果。當(dāng)然過去日本曾經(jīng)有一種說法,就是氫使用過度,有可能會(huì)壓制腸道內(nèi)產(chǎn)氫氣菌活性。腸道內(nèi)氫氣多會(huì)有這樣的作用,但因?yàn)闅錃夥浅H菀讖姆吾尫牛瑢δc道內(nèi)氫氣的干擾會(huì)比較低,即使有影響,也是從代謝活性角度,不太容易產(chǎn)生根本性影響。
只要有影響,就有這種影響的后果問題。腸道菌群和健康的關(guān)系非常復(fù)雜,不僅是人體生理功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ),也會(huì)給人體帶來健康危害。所以氫氣對腸道菌群如果產(chǎn)生影響,這種影響是否有利就需要綜合考慮。氫氣對腸道菌群的影響和健康關(guān)系,也就是氫氣和菌群領(lǐng)域?qū)硌芯康闹攸c(diǎn)。
以上內(nèi)容摘自《孫學(xué)軍 氫思語》,僅限于知識(shí)科普,不代表對本公司產(chǎn)品的宣傳。