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分子氢与健康 神奇的氢聊
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氢分子改善便秘和肠道菌群调节

便秘,是一种常见的复杂的临床症状,绝大多数人都经历过便秘,只不过多数情况下,是短期经历,可自行缓解。但是其危害不容小视,特别在老年人和伴有心脑血管疾病者,便秘可能是诱发心脑血管意外的重要因素之一。除外导致急性肛门损伤、心脑血管突发意外,长期便秘可能与肠炎、结直肠癌、身体系统性代谢紊乱及免疫紊乱、衰老、神经退行性病变、精神疾病如抑郁和焦虑等的发生有关。此外,便秘也是多种疾病的伴发症状,如帕金森病。虽然确切机制尚不明确,但目前已知多种因素与之相关,包括遗传、生活和饮食习惯、神经退行性病变、精神因素、肠道器质性病变等。
 

人们通过多种途径来改善便秘问题,包括促进肠道蠕动、消化液分泌、中医药措施等,这些方式一般可迅速改善短期便秘问题,但对于长期效果往往不佳,并且这些改善引起的腹泻问题也决定了不能被长期使用。如何采用安全有效、可长期缓解的方式,一直为人们所期盼。近来,肠道菌群研究的发展,为搞清楚便秘机制、找出解决长期便秘问题的方法提供了诸多有益借鉴。本节中,我们一起来探讨下氢分子在该领域的研究进展,分析它的优势,预测将来的应用前景。
 

便秘与肠道菌群的关系

肠道菌群研究是目前炙手可热的话题,特别在慢性复杂性疾病的发生机制、早期预测诊断、预后评估、干预措施等方面,肠道菌群均发挥了超出人们想象的作用。世界顶级医学杂志上层出不穷的研究,也间接证明了菌群研究的火热和潜在价值。

便秘与肠道菌群的关系显而易见,大便性状改变是便秘共有特征,而大便中细菌含量约占干重的一半,菌群结构改变直接影响大便性状,也与肠道功能密切相关。另一面,肠道功能改变也会影响菌群的结构和大便性状。国内外研究发现,慢性便秘患者存在肠道菌群失衡,表现为大便中的双歧杆菌、拟杆菌、嗜酸乳杆菌均显著减少,梭杆菌、肠杆菌显著增加;顽固性便秘患者结肠黏膜菌群物种丰富度和香农多样性指数均显著低于健康组,这一趋势与便秘的严重程度相关。菌群与便秘互为因果,密不可分。因而,改善便秘问题,可以从改变肠道菌群入手。
 

菌群调节手段的使用

人们在对于改善便秘的实践中,尝试了很多方法,除外上述提及的可导致腹泻的激烈的方式外,通过饮食温和改善的方法,在中医药中也有诸多报道,如各类通便的方剂。后来研究发现,该类方法改变了肠道内细菌的组成,或/和伴有促进肠道蠕动。最终导致肠道菌群中有益的细菌增多,有害的细菌减少。我们称这些促进细菌改善的物质为益生元(prebiotics)。

另一种改变肠道菌群的方法是直接补充有益细菌,即益生菌(probiotics),如常见的益生菌双歧杆菌、乳酸杆菌等。通过动物实验和人体试验都证明了益生菌在改善肠道功能中的作用。改变了肠道菌群结构,则可改变便秘问题。当然,益生菌的种类和补充方式,决定了这些细菌是否能有效到达肠道,并存活下来,成为肠道菌群组成成分,并发挥作用,最终决定该干预措施是否有效。
 

氢分子改善菌群的作用

研究发现给予外源性氢气,不论直接饮用富氢水,还是吸入氢气,均能改善肠道菌群结构。虽然机制仍不明确,但人们已经发现了其中的规律和证据。氢分子至少可通过以下几种可能的机制,达到改善肠道菌群的效应:①氢分子对内分泌代谢网络的调节作用,进而改善肠道菌群;②氢分子对免疫的调节作用;③氢分子对神经网络的调节,可能改善肠道运动功能和腺体分泌而影响菌群;④氢分子进人肠道直接作用于细菌。不论何种原因,氢分子在这个过程中都扮演了类似益生元的角色,其属于广义益生元的范畴。而最终导致的结果是有益菌的增多,肠蠕动温和增加,可使便秘症状持续改善。当然,更严谨的证据应该设立严格对照,明确研究观察的主要重点指标,以得出明确的结论。

另一种可行的尝试是直接给予产氢气菌株,使其充当益生菌的角色。当然在一些研究中已经发现,有些菌株或菌群改变后,伴随着细菌代谢产物的改变,包括短链脂肪酸增加,氢气产生增加等,进而对宿主多方面生理指标表现出改善作用。虽然尚不能排他性地证明,这种改善作用是依赖于氢分子(短链脂肪酸已经被证明是对宿主有益的),但这类伴随多种代谢产物改变的菌株或菌群,可以被用作新的益生菌。并且结合氢分子对机体生理功能的积极作用,该类益生菌的产氢效应,至少应该是“锦上添花”的事情。借鉴对其他益生菌的研究策略,选用产氢菌株作为对象,选产氢能力缺失的突变株作为对照,可在未来得到更加明确的证据。
 

氢分子未来应用的潜力

目前,氢分子对于宿主菌群的研究,多来自于利用氢分子对不同疾病模型的研究,伴随观察了菌群的改变,并借此找出对疾病改善作用与菌群改变直接的关联,进而推断氢分子发挥作用的可能机制。

氢分子对于便秘的干预研究,也多来自于对其他疾病的研究,伴随发现对便秘症状的缓解。虽然我们有充足的理由相信,“氢分子-菌群-便秘改善”三者间存在的逻辑关联,也有研究观察到了这些现象,但我们仍需要做进一步严密的临床研究设计和基础研究以明确三者的确切关系。除此之外,也需要了解背后更多的细节,以便制定更有针对性的利用氢分子改善便秘的干预方案。当然,由于氢分子的安全性,给予途径的便捷性(如直接饮用富氢水),此方案完全可以在便秘人群中进行研究。而产氢菌株作为益生菌的研究,则建议从严格基础实验入手,充分借鉴益生菌研究策略,并遵循相应政策法规。

(赵超 复旦大学教育部/卫生健康委/医科院医学分子病毒学重点实验室)

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