肠道微生物调节有害乳酸水平

2024-11-14 15:11来源:本站编辑

乳酸对很多人来说都很熟悉,因为人们普遍认为它会在运动后导致肌肉“燃烧”——但这是一个神话。

作者

  • 艾伦•沃克

    阿伯丁大学医学院、医学科学和营养学院教授

乳酸是在运动时在肌肉中形成的,但这并不是我们体内乳酸的唯一来源。它也由生活在我们肠道中的许多微生物在生长过程中产生。

在肠道中,乳酸有几个重要的作用。其中一些是有益的。例如,它是由双歧杆菌产生的,双歧杆菌在母乳喂养的婴儿的结肠中占主导地位。科学家们认为,这种乳酸使肠道变得更酸,从而阻止一些有害细菌的生长,从而有助于保护婴儿。

然而,在其他情况下,乳酸盐的酸化作用会严重损害更广泛的肠道微生物群和宿主人类或动物的健康。

这在牲畜中最为明显,比如牛,乳酸的积累会使肠道过于酸性,导致乳酸酸中毒。这会杀死大量有益的肠道细菌,并导致肠道中乳酸的进一步积累。

在严重的情况下,这可能会导致动物死亡,因为高浓度的乳酸是有毒的。

人体肠道中乳酸的积累也与健康状况不佳有关。值得庆幸的是,发生在反刍家畜身上的肠道源性乳酸酸中毒在人类身上要少见得多,但可能发生在患有短肠综合征的人身上(这个名字不言自明)。

在患有炎症性肠病的人群中,结肠中乳酸浓度的增加也与疾病的严重程度有关。

乳酸诱导的保护性肠道微生物群的杀死也可能有利于有害细菌的生长,如沙门氏菌和弯曲杆菌。如果没有高浓度的乳酸来抑制,这些病原体也可以以乳酸为食,这给了它们进一步的生长优势。

Lactate-utilising细菌

幸运的是,尽管乳酸是由一系列不同的肠道细菌产生的,但健康成年人的肠道中往往不会积累乳酸。这是因为肠道微生物群包含几种微生物,统称为“乳酸利用菌”,它们能够生长并从乳酸中获取能量,并在此过程中将其转化为其他物质。

一种最有趣的利用乳酸的细菌叫做厌氧菌。这种微生物很好地适应了乳酸的生长,即使在提供其他能量来源(如葡萄糖)的情况下,它也能有效地利用乳酸。

硬厌氧菌的另一个关键特征是它将乳酸转化为一种叫做丁酸盐的短链脂肪酸。丁酸盐通常被认为是非常有益的,因为它被排列在结肠上的人体细胞吸收和利用,为它们提供高达70%的能量需求。

通过喂养我们的肠道细胞,它可以帮助它们生长并发挥最佳功能,增强我们的肠道屏障,抵御有害微生物的入侵。丁酸盐似乎也具有抗炎作用,有助于抑制我们肠道中过度或有害的免疫反应。甚至有证据表明它可能对预防结直肠癌有保护作用。

因此,利用乳酸的细菌,如hadrus厌氧菌,以及其他产生丁酸的类型,包括厌氧丁酸菌和limosum真杆菌,可以被认为是双重有利的,因为它们从肠道中去除潜在有害的乳酸,同时将其转化为有益的丁酸盐。

2021年发表的一项研究进一步暗示了这些利用乳酸的细菌对健康的潜在重要性,该研究表明,厌氧菌物种在患有一系列不同疾病的人的肠道中通常会减少。

由于这些原因,人们对开发乳酸利用细菌作为益生菌越来越感兴趣。然而,仍然需要在人体上进行试验来证明它们的有效性。

这些细菌通常对氧气高度敏感,这意味着它们比传统的益生菌更难生长和包装,因此开发成治疗方法可能更具挑战性。尽管如此,它们还是很有希望,通过去除乳酸,可能在维持肠道健康方面发挥重要作用。

The Conversation

Alan Walker获得了苏格兰政府农村与环境科学与分析服务部(RESAS)的核心研究资助。他还参与了由UKRI全球挑战研究基金、欧盟委员会、Innovate UK、EnteroBiotix Ltd和ZOE Ltd资助的研究项目。他目前是EnteroBiotix Ltd的顾问,之前是ZOE Ltd的顾问。这些资助者都没有对这篇文章有任何投入,也没有对内容施加任何影响。

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