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胆囊切除术后肠道菌群失调的研究进展(上)

 涅槃大将 2018-07-19

作者:王林 周锋 闫昌盛 刘东晓 王拥卫 吴祥松 

文章来源:中华消化外科杂志,2018,17(3)

摘  要

肠道菌群参与机体的生理、生化及病理过程。其具有促进机体免疫调节和肠道神经系统发育,预防病原体入侵,维持正常肠道运动及抑制肿瘤发生与发展的作用。肠道菌群失调可引起多种疾病如炎症性肠病、肥胖症及糖尿病等。多种疾病对肠道菌群均可产生不同程度的影响,远隔器官对肠道菌群亦有一定的反作用。不同疾病过程中,维持菌群平衡对临床医师提出了不同的要求。笔者围绕胆囊切除术后肠道菌群失调的研究现状作一综述,旨在为胆囊疾病治疗提供新的靶点。

胆囊位于肝脏下面,是人体内浓缩和储存胆汁的器官,分底、体、颈、管4部分。人体进食3~5 min后,十二指肠黏膜分泌缩胆囊素,使胆囊收缩,胆囊中的胆汁随之排入十二指肠中,以帮助食物中脂肪的消化和吸收。

胆囊切除术后,胆汁持续排入肠道,肠道内微生态环境发生相应变化,从而影响肠道菌群的组成。然而,其具体的机制尚不明确,有待进一步探讨。笔者围绕胆囊切除术后肠道菌群失调的问题进行综述,旨在为胆囊疾病的治疗提供思考或借鉴。

一、肠道菌群的概况

人体肠道内约有1013个菌群,根据其功能大致可以分为3类,即有益菌、有害菌和中性菌。有益菌包括双歧杆菌、乳杆菌、链球菌和部分革兰氏阳性菌(如粪链球菌、乳球菌和中介链球菌等)。有益菌能够合成B族维生素、维生素K、烟酸及多种氨基酸且具有抗炎、抗肿瘤和排除病原体的作用。有害菌包括产气荚膜杆菌、沙门氏菌和绿脓杆菌等。

有害菌大量繁殖可以引起细菌感染,降低肠道的免疫功能,产生多种有害物质(如硫化水素及粪臭素等)。中性菌包括大肠杆菌和肠球菌等。正常情况下,中性菌对人体并不致病,一旦其增殖失控侵入人体的其他部位,就会引起感染。

根据肠道内细菌的多少,可将肠道菌群分为优势菌群和次要菌群。主要的优势菌群包括拟杆菌属、普氏菌属、瘤胃球菌属、双歧杆菌属和梭菌属等。次要菌群主要包括大肠杆菌和链球菌等。优势菌群影响着整个菌群的功能,而次要菌群则具有潜在的致病性。

正常肠道黏膜表面的菌群主要为双歧杆菌和乳酸杆菌,两者形成固定的菌膜结构和生物屏障,可有效地抵御细菌对机体的侵袭。初级胆汁酸经肠道内双歧杆菌、乳酸菌等厌氧菌脱离生成次级胆汁酸,次级胆汁酸具有抑制需氧杆菌的作用。

肠内厌氧菌通过促进次级胆汁酸的产生抑制需氧杆菌的增长繁殖,维持厌氧菌的优势分布。肠道菌群按一定的比例组合,菌群间互相制约,互相依存,在质和量上形成一种生态平衡。一旦平衡被打破,将会导致肠道菌群失调。

二、胆囊切除术后肠道菌群失调的机制


1.胆汁酸代谢失衡

初级胆汁酸由肝内胆固醇代谢生成,与甘氨酸或牛磺酸结合增加其溶解度,分泌入胆汁。初级胆汁酸在肠道中与细菌结合,在胆盐水解酶和胆汁酸脱水酶的作用下,经7α-脱羟基反应生成次级胆汁酸。成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF)是回肠末端上皮细胞合成的细胞因子,参与调节胆汁酸代谢。

回肠生成的FGF19或FGF15通过门静脉系统运输到肝脏抑制胆汁酸的合成。Barrera等的研究结果显示:胆囊上皮组织中FGF19 mRNA含量是末端回肠上皮组织中的250倍。胆囊切除术后,随着FGF19表达量下降,胆汁酸代谢平衡被打破,初级胆汁酸生成增多,改变了胆汁酸和肠道菌群之间的双向相互作用。

胆汁持续排入肠腔中,不断刺激肠道运动,使肠蠕动增加,肠道总转运时间缩短约20%。胆汁的肠肝循环加快,次级胆汁酸生成增多。次级胆汁酸的疏水性增加了其与肠道细菌细胞膜磷脂双层的亲和性,引起细胞膜损伤,导致细菌裂解死亡。有研究结果表明:1 mmol/L的脱氧胆酸能够有效抑制肠道内产气荚膜梭菌、脆弱拟杆菌、乳酸杆菌、双歧杆菌的生长。因此,胆囊切除术后低浓度的胆汁持续排入肠腔,肠道内菌群必然会发生相应变化。

目前,国内大多学者认为:胆囊切除术后肠道双歧杆菌、乳酸杆菌明显减少,大肠杆菌、肠球菌明显增加。肠道菌群失调常引起患者术后腹泻、肠道感染及免疫力下降。

2.免疫异常

胆囊黏膜上皮会合成一种表面活性蛋白D,胆囊表面蛋白D随胆汁排入肠腔,促进肠道T细胞的合成。肠道T细胞参与调节肠道内炎症反应。胆囊切除术后,由于缺乏胆囊表面蛋白D,肠道T细胞的数量急剧减少,容易引起肠道内细菌感染,造成肠道菌群失调。

胆囊表面蛋白D还可通过直接结合肠道内乳酸杆菌,引起乳酸杆菌的裂解,从而发挥抑制肠道内乳酸杆菌生长的作用。虽然乳酸杆菌对人体有益,但其过度增殖会影响肠道内其他细菌的生长,从而引起肠道菌群失调。


3.酸碱失衡

小肠液呈弱碱性,pH值为8.0~9.0。正常胆汁呈弱酸性,其脉冲式分泌有利于塑造良好的肠道微生态环境,维持肠道内pH值的稳定。胆囊切除术后,碱性肝胆汁呈持续性分泌,影响了肠道内酸碱度的平衡。

乳酸杆菌及双歧杆菌生长最适pH值分别为5.5~6.0和6.5~7.0。因此,肠道内pH值上升抑制了乳酸杆菌、双歧杆菌等有益菌的生长,造成肠道菌群失调。

(未完待续【接下文】)

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