2021年2月4日

益生菌还是益生元?探索肠道健康的复杂世界

健康的人体内有益菌和有害菌的数量大体平衡。但当有人生病时，这种平衡就被打破了。因此，为了帮助提高有益细菌的水平，许多人服用益生菌补充剂——一种装在药丸里的活细菌。消费者可以购买到各种商业益生菌补充剂，虽然健康专家普遍认同它们的总体安全性，但围绕其功效的争议很大。

在人体生活在一个被称为微生物组的大型微生物群落中，数万亿细菌参与了一场持续的“拉锯战”，以保持最佳的好细菌和坏细菌水平。这种斗争大多发生在人体的胃肠道内，因为细菌有助于消化食物并支持免疫系统。虽然健康专家科学家们相信良好的“肠道”健康是一个人健康和幸福的关键，他们仍在研究一个人胃肠道内部情况的详细情况。

密苏里大学化学系副教授埃琳娜·冈(Elena Goun)说:“鉴于肠道微生物群独特的化学环境、可变的分布和高度动态的性质，到目前为止，我们还没有任何方法来无创性地监测完整胃肠道的活动。”

一项新的研究发表在科学的进步Goun和一个国际科学家团队开发了一种非侵入性诊断成像工具，可以测量人体整个胃肠道内天然存在的酶-胆盐水解酶的水平。Goun表示，他们的工具实现了三个主要功能:

预测炎症性肠病的临床状态，如克罗恩病和溃疡性结肠炎。
通过测试胆盐水解酶的水平来确定许多商业上可用的益生菌补充剂的功效，胆盐水解酶负责益生菌的所有主要健康促进功能。
评估某些类型的益生元(已知支持消化健康的膳食纤维)是否能以与益生菌补充剂类似的方式增加胆盐水解酶水平。

Goun专门从事生物医学成像工具的开发，以促进对人类疾病背后各种过程的认识和理解，他认为他们的发现令人兴奋，特别是与益生元有关的发现，益生元可以在全谷物、坚果和种子、水果和蔬菜等食物中天然存在。

“益生元通常与益生菌联合使用，以增强它们在体内的功能，”冈说。“我们首次表明，某些类型的益生元单独能够增加肠道微生物群的胆盐水解酶活性，其中包括其他健康的好处已被证明可以减少炎症，降低血液胆固醇水平，预防结肠癌和尿路感染。在我看来，这一发现意义重大，因为益生元的生产和储存比益生菌更便宜。”

先前的报道指出，胃肠道的胆盐水解酶活性高反映了消化系统更好的健康和体内缺乏炎症。Goun说他们的非侵入性方法使用生物发光(一种在生物体内部产生光的化学反应)来测量整个胃肠道的胆盐水解酶活性水平。

“我们的成像工具是一种胶囊形式的生物发光探针，”冈说。“当有人吞下它时，它会暴露在完整的肠道微生物群中，同时在整个人胃肠道的恶劣环境中传播。在它排出体外后，我们可以分析一个人的粪便样本。我们可以从分析中得到结果，并将其与人类胃肠道内胆盐水解酶活性的量联系起来。”

Goun认为，这项研究可以为科学家提供一种方法，让他们更好地了解一个人的肠道健康与各种人类病理或人类疾病的起源和性质之间的联系，从而实现更好的精准医疗治疗。

“这是在人类身上使用生物发光成像探针的第一个例子，”Goun说。“肠道微生物组在各种健康问题中发挥着巨大的作用，如癌症、糖尿病、肥胖、帕金森病、抑郁症和自闭症，现在，这个新工具将帮助我们更好地理解肠道功能和这些疾病之间的关系。此外，这将使我们能够开发出更有效的益生菌和益生元来改善肠道健康。”

强调个性化医疗保健的前景和大规模跨学科合作的影响，密苏里大学系统的NextGen精准医疗计划将来自整个系统的四所研究型大学的创新者聚集在一起，追求改变生活的精准医疗进步。这是一个共同努力利用密苏里大学和整个UM系统的优势，为密苏里大学创造更美好的未来健康．该计划的一个重要组成部分是建设新的下一代精准医疗大楼，该大楼将在最先进的研究设施中扩大研究人员、临床医生和行业领导者之间的合作。