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谷禾健康
随着生活方式的变化和环境压力的增加，慢性疾病的发病率正在全球范围内急剧上升。这些慢性疾病，包括心血管疾病、糖尿病、抑郁症和多种自身免疫性疾病，不仅对个人的健康和生活质量构成了严重威胁，也给全球卫生系统带来了前所未有的挑战。
我们知道抗生素对肠道菌群会产生很大影响，事实上，其他这些药物也被报告具有类似的改变肠道微生物群的效果。这引发了人们对药物通过影响肠道微生物群从而影响健康和疾病的关注。特别是，肠道微生物群与大脑之间的相互作用，也就是所谓的“肠-脑轴”，成为一个热点领域，这可能为一些神经系统疾病的新治疗方法提供线索。
另一方面，神经系统疾病的治疗面临着许多难点，其中包括疾病机制的复杂性、治疗效果的个体差异、长期药物治疗的副作用，缺乏针对疾病根本原因的治疗方法。这些难点突显了寻找新的治疗目标和策略的重要性。
本文我们来了解一下药物引起的生态失调，以及日常处方药包括二甲双胍、他汀类药物、质子泵抑制剂和非甾体抗炎药为什么以及如何可能通过微生物群改变肠脑轴，以抑郁症、多发性硬化症、帕金森病和阿尔茨海默病等神经系统疾病为例来说明。
关于药物和肠道菌群及其与神经系统疾病之间的关联研究，提供了一个全新的视角，对于开发新的神经系统疾病相关治疗方法具有重要意义。
不同的细菌种群在消化道的不同部位繁殖，这是由于不同的微环境所致。关于居住在胃和肠道中的肠道细菌组成的总结见下图：
doi.org/10.1016/j.brainresbull.2024.110883
从上消化道到下消化道，细菌种类从需氧菌过渡到厌氧菌。
肠脑轴定义了肠神经系统（ENS）和中枢神经系统（CNS）之间的连接。随着研究的深入，微生物群在这一轴线中扮演着至关重要的角色。现已将肠脑轴扩展到了微生物群-肠-脑轴（MGBA）。
微生物群-肠-脑轴是肠道菌群和CNS之间的双向通信路径，肠道菌群可能通过细菌产生的神经递质和代谢物（所谓的化学信号）、迷走神经、免疫系统或包括下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPAA）在内的神经内分泌系统影响大脑。
微生物群-肠-脑轴通信图
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神经、免疫和内分泌介质，如神经递质、细胞因子和肠激素，是微生物群-肠-脑轴双向路径中的通信者。释放的细胞因子在免疫细胞识别细菌后可直接影响大脑。细胞因子和迷走神经也可以影响下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPA轴）。细菌还可以通过其脂多糖（LPS）直接与肠神经元通信，触发肠神经元上的TLR4。
间接路径包括由肠道细菌产生的代谢物，如神经递质和短链脂肪酸（SCFAs）。这些代谢物可以进入全身血液循环，从而影响大脑。此外，这些代谢物可以刺激肠道中的肠内分泌细胞（EECs），然后它们在血液中释放肠激素。细菌代谢物和肠激素也可以通过属于迷走神经的肠神经元发送传入信号。
另一方面，大脑通过传出迷走神经纤维和其他肠神经系统（ENS）细胞进行通信。它因此在诸如粘液分泌和肠蠕动等重要方面影响肠生理。
关于微生物群-肠-脑轴在我们前面的文章已经详细阐述，详见：
最新研究速递 | 柳叶刀：肠道微生物群在神经系统疾病中的作用
抗糖尿病药物二甲双胍是 2 型糖尿病的一线治疗药物，已用于2 型糖尿病患者 60 多年。
口服后，二甲双胍在小肠吸收后的生物利用度约为40-60%。它在人肠道中的浓度比血浆中高 30-300 倍。
二甲双胍发挥什么作用？
二甲双胍通过改善胰岛素的作用、抑制肝脏糖异生、抑制肝脏中的胰高血糖素信号传导、增加骨骼肌中的葡萄糖摄取和降低体重来调节血糖水平，从而发挥其作用。新的研究表明，它通过抑制不同肿瘤类型的发作或进一步生长，具有抗癌作用。此外，二甲双胍已被证明通过与肠道菌群的相互作用降低葡萄糖水平。
二甲双胍对肠道微生物的影响
二甲双胍的肠道改变作用可能是由于对肠道微生物组的直接作用和/或通过其他代谢物的间接作用。高胰岛素血症也会改变肠道微生物群。因此，通过二甲双胍降低胰岛素会引起肠道微生物群的间接变化。
在接受二甲双胍治疗的患者中肠道菌群变化
doi.org/10.1016/j.brainresbull.2024.110883
由于二甲双胍诱导的肠道菌群改变，该药物也正在研究用于治疗IBD、自身免疫病等，和/或用于恢复其他肠道改变药物的作用。
研究人员讨论了二甲双胍改善抗精神病药物引起的代谢功能障碍的可能性，代谢功能障碍主要通过各种途径引起体重增加，如胰岛素抵抗和高血糖，并影响神经活性物质（如神经递质和神经肽）。
二甲双胍→肠道菌群→改善抗精神病药物副作用
用抗精神病药物治疗的小鼠比微生物组耗尽的小鼠体重增加更大，这表明肠道菌群在体重管理中的作用。在抗精神病药物治疗的小鼠中，发现许多菌群减少，如乳酸杆菌和阿克曼菌。另一方面，大肠杆菌和双歧杆菌增加。特别是二甲双胍可以减少体重增加，A.muciniphila也显示了这一点。后者已被提议作为缓解全身炎症的益生菌治疗。因此，二甲双胍可以通过肠道微生物组改善抗精神病药物使用的副作用。
人体研究是在较小的队列规模（5-25名受试者）中进行的，还没有足够的数量。然而，对小鼠模型的研究充分证实了二甲双胍和肠道菌群之间的相互作用。
他汀类药物是预防心脏病和动脉粥样硬化最常用的心血管药物之一。超过2亿人单独或联合服用各种类型的他汀类药物。他汀类药物通过抑制HGM-CoA还原酶产生胆固醇的酶来降低低密度脂蛋白（LDL）。
在人类中进行的研究很少，以确定他汀类药物对肠道微生物群的影响，数据不一致。例如，瑞舒伐他汀在动力不足的人体试验中没有显示出显著变化。另一方面，它引起了肠道菌群功能潜力的显著改变，即细菌代谢物的水平。
他汀类药物治疗促炎菌降低
一项荟萃分析研究表明，他汀类药物通过降低Bact2肠型（Bacteroides 2）的发生率，而具有抗炎作用。
注：有研究人员根据在肠道占有优势地位的细菌种类将人的肠道微生物组成划分为4种“肠型”：拟杆菌1型（Bact1）、拟杆菌2型（Bact2）、瘤胃球菌型（Rum）和普氏菌型（Prev），其中拟杆菌2型可以被归类为“不健康肠型”，它与肥胖和系统性炎症水平高有关。
观察到接受他汀类药物治疗的患者Bact2较低，拟杆菌水平降低。这一结果可以进一步解释，在他汀类药物治疗下，粪杆菌属(Faecalibacterium)也可能增加，或者拟杆菌与粪杆菌属的比例较低，导致Bact2发生率降低。
他汀类药物治疗与产丁酸菌的增加有关
具体而言，与未治疗的高胆固醇血症患者相比，阿托伐他汀治疗的高胆固醇血症患者的下列菌群丰度增加：
促炎菌群减少，如：
与未经治疗的高胆固醇血症患者相比，在减少的共生菌中也测量到了Oscillospira（抗炎菌），Firmicutes，Proteobacteria，Desulfovibrio属和条件致病菌，包括克雷伯氏菌，链球菌和柯林斯菌属。
此外，在相同的比较中观察到Bilophila wadsworthia和双歧双歧杆菌（胆汁酸相关物种）的相对减少。他汀类药物治疗后，也观察到不同种类的拟杆菌如B.dorei和B.uniformis的丰度增加，同时B.vulgatus和B.ovatus的生长降低。这些结果表明他汀类药物引起的肠道菌群变化，可能通过肠道菌群进一步影响GBA。
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质子泵抑制剂（PPIs）用于预防胃病。很多患者尤其是老年人，会同时服用质子泵抑制剂和其他药物，如止痛药或抗抑郁药，以抵消后者对胃的副作用。
PPI对人体健康的影响
虽然说PPI的作用主要针对胃，但许多研究表明肠道微生物群发生了改变。PPI对微生物组诱导的人体代谢的影响还包括口腔，胃和小肠细菌过度生长（SIBO），肠道艰难梭菌的增加和沙门氏菌感染，肝性脑病，自发性细菌性腹膜炎，社区获得性肺炎，炎症性肠病的不良后果以及功能途径的变化。
PPI对肠道菌群的影响
许多这些疾病和改变是PPI使用后继发的生态失调的后果。一般来说，拟杆菌门丰度较低，厚壁菌门丰度较高。胃肠道中特定的菌群失调：
Naito等人总结了下列菌群丰度的相对增加：
而下列菌群减少：
功能性消化不良患者使用PPI的菌群变化
另一项研究得出结论，功能性消化不良与对照组相比，与粘液相关的细菌，如奈瑟氏菌(Neisseria)、卟啉单胞菌(Porphyromonas)、硒单胞菌(Selenomonas)、梭杆菌、嗜血杆菌(Haemophilus)的丰度较低。
使用PPI后对照组和功能性消化不良的普雷沃氏菌减少。停用PPI后，奈瑟氏菌仍然增加，表明药物使用后微生物变化持续存在。此外，其他细菌群如Holdemania和Blautia，Granulicatella，Rothia和Dorea，以及梭状芽孢杆菌簇XIVa和XIVb在PPI使用者中也有所增加。
在物种水平上：
反流性食管炎使用PPI治疗的菌群变化
由于PPI是给有胃病或反流问题的人服用的，因此一项研究仅检查了PPI治疗前后反流性食管炎患者的粪便微生物群组成。其中，在治疗的不同时间间隔中，乳杆菌（兼性厌氧菌）如加氏乳杆菌，罗伊氏乳杆菌和瘤胃乳杆菌，发酵乳杆菌，短乳杆菌的亚群在治疗后显著增加。
同样，对于链球菌属、肠杆菌科下的兼性厌氧菌计数以及葡萄球菌（也是兼性厌氧菌）也是如此。
有关于口服空肠弯曲菌或罗伊氏乳杆菌等研究显示，迷走神经传入信号发生变化，并在切除迷走神经的小鼠中恢复正常。
使用PPI后，细菌向下消化道区域的转移
在口腔，喉咙和鼻腔中发现了许多上述菌群，这表明由于使用PPI导致胃酸降低，细菌向下消化道区域的转移。通过PPI使用粪便样品显示远端肠道部分与上部胃肠道部分的定植，增加下列菌群：
减少下列菌群：
在一项健康双胞胎的研究中也观察到了同样的情况，结论是生态失调主要是由于咽部和口腔微生物群定殖到下肠道引起的，导致与上述文献相同的细菌改变。
PPI使用与肠道菌群多样性及SIBO相关影响
PPI的使用会导致细菌种群的进一步变化。例如，在PPI治疗后，远端肠道由上肠道的微生物群定殖。总体而言，微生物多样性较低，细菌种类减少，而上消化道中肠道共生菌的丰度较高。
小肠细菌过度生长（SIBO）是后一种情况的一个例子，导致链球菌，埃希氏菌，克雷伯菌，拟杆菌，乳酸杆菌，肠球菌，韦荣氏菌的丰度增加；双歧杆菌和放线菌科的减少。
与细菌转移相关联的是肠道的副交感神经刺激减少，如小肠细菌过度生长。下表总结了菌群的变化。
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PPI使用增加链球菌，导致功能性消化不良等疾病患者消化不良症状持续
此外，在功能性消化不良，肝硬化，血液透析，类风湿性关节炎和癌症患者中观察到生态失调，这些患者表现出链球菌属的特异性增加。质子泵抑制剂用于缓解消化不良，尤其是幽门螺杆菌感染。然而，随着它增加链球菌的丰度，消化不良症状可能持续存在。来自胃窦胃炎患者的活检显示链球菌数量过多，证实了链球菌与消化不良的关系。
PPI引起肠道微生物失衡，增加肠道感染机会
总之，PPI用于预防其他药物（如NSAIDs）引起的消化不良，其作用是通过减少酸的产生。然而，它改变了肠道环境，使近端肠道细菌转移到肠道的远端。同时，它会导致一些菌群的丰度增加或减少。因此，这种生态失调导致更多的机会的肠道感染，涉及有害细菌，如艰难梭菌或沙门氏菌。
PPI治疗消化不良，影响肠道菌群，改变细菌丰度和细菌移位。主要影响链球菌丰度和艰难梭菌感染的高发病率。
与上述其他药物组一样，非甾体抗炎药（NSAIDs）用于疼痛和抗炎，或低剂量阿司匹林作为心血管健康的血小板聚集抑制剂。NSAIDs也可能导致菌群失调及后果，如小肠细菌过度生长。大量使用NSAID诱导肠道病变。这是由于肠细胞死亡和免疫系统破坏导致肠道屏障受损的结果，从而导致革兰氏阴性细菌的增殖和革兰氏阳性细菌的减少。
PPIs和NSAIDs共同作用于肠道病变与微生物群失衡
PPIs和NSAIDs在由于生态失调引起的肠道肠病中发挥联合作用。NSAIDs可导致胃病，PPIs可减少其发生。NSAIDs和PPIs的联合摄入导致肠病，因为PPIs将微生物群从上胃肠道转移到远端肠道。
例如，用阿司匹林治疗会导致肠道微生物群组成的变化，增加普雷沃氏菌，拟杆菌，Ruminococcaceae，Barnesiella。
塞来昔布和布洛芬增加了酸性氨基球菌科(Acidaminococcaceae)和肠杆菌科的丰度。
与非使用者或萘普生使用者相比，布洛芬会导致丙酸杆菌科(Propionibacteriaceae)，假单胞菌科，Puniciecoccaceae，Rikenellaceae的富集。
吲哚美辛诱导拟杆菌，普氏菌科的增加；变形菌门，α变形菌纲，根瘤目(Rhizobiales)，假单胞菌科的减少。
同一项研究显示了性别特异性效应，因为女性肠道中的厚壁菌门较低，而男性肠道中的厚壁菌门较高。
一项比较研究表明，各种非甾体抗炎药诱导的生态失调增加了分类群，如肠杆菌科，酸性氨基球菌科，丙酸杆菌科，假单胞菌科，Punicecoccaceae，Rikenellaceae。
总结上述结果，在导致生态失调和NSAID肠病的不同细菌类群和物种中发现了明显的变化。
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抗抑郁药（例如选择性5-羟色胺再摄取抑制剂SSRIs）是抑郁症的一线治疗方法。5-羟色胺是选择性5-羟色胺再摄取抑制剂（SSRIs）的靶标，增加了其在大脑中的可用性水平。
肠脑轴与抑郁症之间存在联系，但只有少数人体研究抗抑郁药对肠道菌群的影响。
抗抑郁药对肠道菌群的影响
艾司西酞普兰改变了肠道菌群，Christensenellaceae，Eubacterium ruminantium group，Fusobacterium显著增加，同时乳酸杆菌丰度相应降低，拟杆菌发生了显著变化。
注：艾司西酞普兰是一种用于治疗抑郁症和广泛性焦虑症的药物，通过增加大脑中神经递质5-羟色胺的水平来改善情绪。
Le Bastard等人的文章研究了非典型抗精神病药物治疗对双相情感障碍患者的影响，结果显示Lachnospiraceae的相对丰度增加（p=0.029），Akkermansia和Sutterella的相对丰度降低（p=0.0006）。
在荷兰队列的另一项研究中，B.dorei（p=0.051）和Coprococcus eutactus（p=0.041）与抗抑郁药呈正相关，而Eubacterium hallii与抗抑郁药呈负相关（p=0.055）。
在小鼠模型中存在许多关于SSRIs诱导的肠道改变的研究。常见的选择性5-羟色胺再摄取抑制剂（SSRI）舍曲林，氟西汀和帕罗西汀显示出对革兰氏阳性细菌如葡萄球菌和肠球菌的活性。
产毒肠杆菌随着SSRIs的使用而减少
其他潜在的产毒肠杆菌，如铜绿假单胞菌，肺炎克雷伯菌，柠檬酸杆菌属和摩根氏菌(M. morganii)，产气荚膜梭菌和艰难梭菌也在一定程度上随着SSRIs的使用而减少。这些结果是在体外研究的基础上发现的。
服用某些抗抑郁药（如氟西汀）的抑郁成年人更容易发生艰难梭菌感染（CDI）。据报道，在小鼠中，艾司西酞普兰和锂在相似程度上增加了血清素水平。然而，这项研究没有讨论生态失调是根本原因。虽然SSRI对抑郁症的作用机制与这些药物的任何抗菌作用无关，但仍然可以看到微生物群落的潜在变化，并可能影响与情绪相关的其他炎症或生理参数。
抑郁症或重度抑郁症是最常见的神经精神疾病。它是导致残疾、发病率和死亡率的主要原因之一，导致生活质量低下。大约每五个人一生中就被诊断出一次。
抑郁症的基本症状
抑郁症是一种复杂的疾病，具有不同的症状和病理生理学。根据DSM-5，它被诊断出患有持续2周以上的一系列以下症状：持续的抑郁情绪，快感缺失，孤独感，动机降低，食欲和睡眠障碍，精神运动激动，注意力不集中，疲劳，内疚感或无价值感以及自杀念头。
抑郁症的病因
病因或病理生理学通过许多机制来解释，但整体上仍不清楚，可能有以下情况：
1) 血清素，去甲肾上腺素和多巴胺水平低，谷氨酸水平高；
2) HPA轴的改变；
3) 由于免疫介质的不平衡导致错误的免疫细胞通信，特别是微胶质细胞，引起系统性炎症；
4) 最后但同样重要的是与肠道微生物组-脑-肠轴有关的微生物群。
抑郁症的肠道菌群变化
迄今为止，研究发现，在门水平上，拟杆菌，变形杆菌，放线菌，放线菌增加，而抑郁症患者粪便中的厚壁菌减少。
在科的水平上，下列菌群有所增加：
下列菌群有所减少：
在属的层面上，提到了下列菌属减少：
下列菌属增加：
在少数细菌群体中，如Prevotellaceae，Prevotella，Bacteroides enterotype 2，双歧杆菌，Parasutterella，在不同的研究中发现了差异。
抑郁症患者菌群改变与二甲双胍，他汀类药物，
PPIs和NSAIDs使用者菌群改变有关
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在比较抑郁症患者的肠道菌群与上述药物引起的生态失调时，可以观察到不同细菌分类群水平与一种或多种药物的相似性。
拟杆菌的增加可能对抑郁症有潜在益处
拟杆菌在使用他汀类药物和非甾体抗炎药（NSAIDs）以及抑郁症患者的肠道中都有所增加。拟杆菌是一种产生γ-氨基丁酸(GABA)的革兰氏阴性菌，具有免疫触发LPS和抗炎SCFAs，从而引发免疫反应。
抑郁症与血清素减少相关的系统性和神经炎症都有关联。然而，原本拟杆菌产生的短链脂肪酸和GABA在抑郁症患者体内的含量较低，那么拟杆菌的增加，也增加了GABA和短链脂肪酸，有助于缓解抑郁行为。
他汀类药物和PPIs → 瘤胃球菌↑
瘤胃球菌(Ruminococcus)是一种产短链脂肪酸菌，在他汀类药物和PPI的使用者中增加，再次抵消了短链脂肪酸的低含量。后者也可能是抑郁症患者在口服他汀类药物或PPIs后，粪杆菌属数量低下的原因，粪杆菌是已知的丁酸盐生产者，对肠道屏障稳态和抗炎作用很重要。
他汀类药物 → Bact2↓
特别是他汀类药物可以降低拟杆菌2型（Bact2），这反过来可能导致抑郁症状。
抑郁症可能与他汀类药物和PPI的使用呈负相关，因为抑郁症患者的瘤胃球菌较低，而他汀类药物和PPI使用者的瘤胃球菌较高。
二甲双胍和PPI → 梭菌↓
二甲双胍和PPI中可以降低梭菌丰度，但在抑郁症中没有，因此，二甲双胍和PPI可能有助于减少梭菌。
梭菌的过度生长可能带来的不利结果大于有利结果，例如，艰难梭菌具有毒性和传染性，而梭菌簇XIVa产生短链脂肪酸带来益处。
二甲双胍 → 大肠杆菌↑
血清素可能通过迷走神经影响体液肠-脑通路。大肠杆菌和链球菌与肠杆菌科物种参与血清素合成。在抑郁症患者中，大肠杆菌低丰度，链球菌高丰度，二甲双胍可以缓解低水平的大肠杆菌，因为在使用二甲双胍后大肠杆菌的丰度增加。
他汀类药物抵消PPIs
NSAIDs和PPIs可能分别对肠杆菌科和链球菌产生相同的作用，而他汀类药物可能抵消PPIs的作用，与链球菌数量减少呈正相关。
药物影响与谷氨酸途径的菌群
拟杆菌，乳酸杆菌，双歧杆菌，链球菌也可能参与谷氨酸途径。因此，它们的药物诱导影响可能在单独或通过彼此的相互作用提高谷氨酸能神经传递中发挥作用。
关于谷氨酸详见：兴奋神经递质——谷氨酸与大脑健康
因此，二甲双胍，他汀类药物，PPIs和NSAIDs药物诱导的菌群失调可能各自影响抑郁症的发展和进展，并且它们的作用可能相互抵消或加剧。
扩展阅读：
多发性硬化症是中枢神经系统中最丰富的自身免疫性疾病。全世界有250多万人受到影响，其中大多数是年轻人。它是一种慢性炎症性疾病，其特征是神经纤维脱髓鞘和轴突继发性破坏，表现为白质组织病变。
多发性硬化的症状
症状因受影响的组织区域而异。第一个最常见的症状是视神经炎引起的视觉障碍以及感觉障碍和疲劳。间歇性症状是运动障碍，疼痛，认知，心理和植物障碍，使疾病具有进行性或复发性。
多发性硬化的病因
炎症过程通过自身反应性外周T淋巴细胞侵入中枢神经系统来解释。然而，这种自身免疫反应的出现尚不清楚。脂肪因子和细胞因子水平之间的遗传不平衡，爱泼斯坦-巴尔病毒(EB病毒)感染引起的自身反应性，维生素D缺乏，吸烟以及改变微生物-肠-脑轴的细菌和病毒肠道生态失调，都与多发性硬化的病理生理学有关。
多发性硬化患者与健康对照组微生物群不同
移植了多发性硬化患者粪便物质的GF小鼠复制了自身免疫性脑脊髓炎（一种在动物中发现的脱髓鞘疾病）的表型。这些结果与具有健康对照粪便物质的GF小鼠形成对比。甚至疾病的严重程度和/或活动性似乎也与不同的微生物组成有关。一般来说，抗炎菌群丰度较低。
多发性硬化的微生物群特征
临床活跃的病例（即复发性发作）与临床非活跃的治疗前患者相比，具有更丰富的微生物组。
在比较细菌种类时，临床上不活跃的多发性硬化患者的普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzii)和Gordonibacter urolithinfaciens的丰度显著高于临床活跃的多发性硬化患者。
同一研究发现61种在微生物组成上有差异的物种。多发性硬化中富集的物种如下：
减少的菌群包括：
总体而言，多发性硬化患者的微生物组成丰富度低于健康对照组。这也与多发性硬化相关细菌物种相关的特定炎症生物标志物的丰度更高有关。
其他研究产生了类似的结果，下列菌群增加：
下列菌群减少：
总体而言，拟杆菌门减少，相应的物种也有所减少，例如B.coprocola，B.coprophilus，B.stercoris。
在Faecalibacterium，Slackia，Clostridium，Methanobrevibacter和Butyricimonas中观察到不一致的结果。
在所有引用的有关多发性硬化的文献中，阿克曼菌的增加和普雷沃氏菌的减少一直是菌群持续改变的原因之一。
doi.org/10.1016/j.brainresbull.2024.110883
他汀类药物，NSAID → 拟杆菌↑
与多发性硬化患者相比，他汀类药物和非甾体抗炎药使用者的拟杆菌（一种革兰氏阴性细菌属和SCFA和GABA生产者）增加。
多发性硬化、二甲双胍→Bilophila wadsworthia↑
另一种革兰氏阴性物种Bilophila wadsworthia 在多发性硬化和二甲双胍中增加，但在他汀类药物中减少，这表明二甲双胍可能对多发性硬化患者不利，而他汀类药物对多发性硬化患者有利。革兰氏阴性细菌由于其细胞壁中存在LPS而诱导宿主免疫应答。
多发性硬化、PPI→链球菌↑ 他汀类→ 链球菌↓
链球菌属也是如此，在多发性硬化患者和PPI使用者中发现链球菌数量增加，而在他汀类药物使用者中发现链球菌数量减少。链球菌是一种条件致病菌，可产生神经毒素，乙酸盐和5-羟色胺（5-HT）。
多发性硬化、二甲双胍、PPI → Blautia↑
另一方面，Blautia 在多发性硬化，二甲双胍和PPI中增加。Blautia是丁酸盐生产者，这对于肠道屏障和血脑屏障等完整性以及小胶质细胞成熟和活化很重要。
二甲双胍和PPIs → 梭菌↓
然而，在多发性硬化症患者中，二甲双胍和PPIs使用者的梭状芽孢杆菌数量减少。梭菌产生SCFA，这可能影响Treg细胞，影响多发性硬化患者的自身免疫。
产短链脂肪酸菌Ruminococcus在多发性硬化和他汀类药物和PPI使用后增加。
Prevotella是LPS携带者和GABA生产者和丙酸生产者，NSAIDs增加，多发性硬化和PPIs减少。
双歧杆菌和乳酸杆菌，GABA和乙酸盐生产者在多发性硬化和摄入MET后分别增加和减少，表明这两个属可能影响多发性硬化疾病和进展。
从结果来看，多发性硬化与药物引起的生态失调之间可能存在许多关联。然而，需要更明确的研究结果来证明这些假设的关联。
扩展阅读：
帕金森病（PD）主要症状是运动症状，伴有运动障碍，僵硬，静息性震颤和姿势不稳，由多巴胺缺乏引起，多发生在黑质。路易体聚集体由错误折叠的蛋白质聚集体组成，即淀粉样蛋白，主要是α-突触核蛋白淀粉样蛋白，是多巴胺能神经元破坏的主要原因。
帕金森病的非运动前驱症状及其对疾病进展的影响
帕金森患者在很大程度上受到非运动症状的影响，其中许多症状在运动功能缺失发生前数十年就已出现。胃肠功能障碍，抑郁情绪，睡眠障碍，肌肉和关节疼痛是这些前驱症状中的一些。前者最常见的是便秘或胃排空延迟，流涎，吞咽困难，胃轻瘫和SIBO。患有这些前驱胃肠道疾病的患者帕金森进展更为严重。在ENS神经元中也观察到淀粉样蛋白的形成，特别是在小鼠和帕金森患者的早期。最近的研究表明，大脑中路易体的形成是由小鼠胃肠道中的淀粉样蛋白纤维诱导的，并且通过迷走神经干切断术大大降低了路易体形成的风险。
淀粉样蛋白的交叉形成与肠道微生物的潜在关联
淀粉样蛋白的形成不一定仅限于一种蛋白质。产生淀粉样蛋白的蛋白质可以相互交叉形成淀粉样蛋白。分子过程仍然未知，但可能发生在人类之间以及人类和非人类淀粉样蛋白之间。肠道微生物群中的多个物种能产生包含淀粉样蛋白的生物膜。有人提出，肠道淀粉样蛋白理论上可以通过迷走神经路径传输到大脑，并与α-突触核蛋白交叉促使形成淀粉样蛋白。
大肠杆菌、假单胞菌、链球菌、葡萄球菌、沙门氏菌、分枝杆菌、克雷伯菌、柠檬酸杆菌和芽孢杆菌是肠道中产生这种胞外淀粉样蛋白的候选细菌。Nuzum等人还指出产短链脂肪酸菌的总体丰度较低。因此，肠道微生物群可能既能启动也能调节帕金森病的发起。
帕金森患者的肠道菌群特征
当比较帕金森患者与健康对照组的微生物组成时，在帕金森患者中主要是下列菌群增多：
下列菌群减少：
乳杆菌科不一致，显示出较高和较低的丰度。
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在比较帕金森的生态失调和药物引起的生态失调时，假设如下：PPI诱导小肠细菌过度生长，并增加沙门氏菌感染的风险。两者都可能影响帕金森，因为小肠细菌过度生长也在帕金森病患者中发现，沙门氏菌是细胞外淀粉样蛋白的产生者。然而，在PPI和帕金森中没有观察到沙门氏菌作为一个共同因素。
与多发性硬化类似，瘤胃球菌科在帕金森，他汀类药物和NSAIDs中增加。然而，已知短链脂肪酸可以增强BBB的完整性，因此可以降低炎症因子通过大脑从而形成细胞外淀粉样蛋白的风险。
帕金森，他汀类药物，PPI → 粪杆菌↓
另一方面，粪杆菌（Faecalibacterium）是一种已知的丁酸盐生产者，对肠道和BBB完整性以及抗炎菌群具有重要意义，在帕金森，他汀类药物和PPI中减少，这表明粪便杆菌可能是帕金森病患者屏障减弱和炎症过程加剧的原因之一。
二甲双胍和PPIs可能有助于逆转粪杆菌的不利影响
因为二甲双胍和PPIs增加了Blautia的存在，而帕金森患者则减少了Blautia。同样，由于他汀类药物和非甾体抗炎药，瘤胃球菌科的丰度增加，也可以补偿粪杆菌和其他不利菌的影响。这也表明，没有一种药物会产生所有负面或正面影响，例如，PPI会增加Blautia（一种有利的短链脂肪酸生产菌）并同时增加小肠细菌过度生长，这是人体的负面过程。
菌群之间的相互作用力量不可忽视
总体而言，与本文提到的其他药物相比，二甲双胍对微生物组产生的影响与帕金森病中所见的影响最相似。在帕金森患者和二甲双胍使用者中均观察到Akk菌（短链脂肪酸生产者和LPS携带者），青春双歧杆菌（GABA生产者）和大肠埃希氏菌（LPS携带者，5-HT-metabolsier）的丰度增加，其中第一种和后一种细菌是革兰氏阴性，其细胞壁中存在LPS，但也分别产生短链脂肪酸和5-HT。
同样，它们都传达了有利和不利的影响，这表明没有一种细菌是某种疾病发病机制的主要决定因素。菌群之间的相互作用和相对丰度似乎对疾病发作和进展的总体影响很重要。
阿尔茨海默病（AD）是老年痴呆症最常见的形式，约占全球痴呆症病例的50-70%。由于其患病率随着年龄的增长而增加，并且世界人口正在老龄化，阿尔茨海默的发病率在未来几年将更高。在大多数情况下，它始于新形成的记忆的丧失，神经认知和执行功能（如语言和视觉空间取向）进一步下降。
阿尔茨海默病的病理生理学
病理生理学是多方面的，导致不可逆的神经元细胞和突触丢失。除年龄外，阿尔茨海默的其他标志是不溶性淀粉样β斑块的积累，其次是Tau蛋白的神经原纤维缠结，神经递质的失衡和神经炎症。随着年龄的增长，肠道微生物组会发生实质性变化，因此，有人认为与年龄相关的肠道菌群失调也可能导致阿尔茨海默的发病。
扩展阅读：
老年人肠道菌群失衡与阿尔茨海默病发病
在老年人中，随着促炎细菌与抗炎细菌比例的增加以及产短链脂肪酸菌的减少，导致肠漏，BBB紊乱和小胶质细胞活化。后者在清除Aβ斑块方面很重要，当其清除能力因Abeta的过度产生或由于炎症性结构变化导致的能力丧失而受阻时，淀粉样斑块可能会在阿尔茨海默病患者的大脑中积累。
淀粉样蛋白的细菌来源与神经炎症加剧
据推测，淀粉样蛋白也被推测可能来自细菌源，类似于帕金森，要么在大脑中与其他淀粉样结构交叉播种，要么由于肠漏引起的系统性炎症而加剧神经炎症。此外，据报道，通过显著阳性的SIBO呼吸试验（p=0.025）报告细菌移位。阿尔茨海默患者的细菌移位和LPS水平升高都会加剧神经炎症。
主要发现表明促炎细菌埃希氏菌/志贺氏菌水平升高，抗炎直肠真杆菌水平降低。它们失衡可能是认知障碍和淀粉样蛋白合成的主要原因之一，因为在促炎细胞因子和抗炎细胞因子之间发现了各自的相关性，而且大肠杆菌也属于产生淀粉样蛋白的细菌。
阿尔茨海默患者的肠道菌群特征
据报道，阿尔茨海默患者中下列菌群增加：
下列菌群减少：
在厚壁菌门，乳酸杆菌，Lachnospiraceaea和拟杆菌科中发现了不一致的结果。
doi.org/10.1016/j.brainresbull.2024.110883
他汀类药物 → 普拉梭菌↑ → 抗炎
在上述药物和阿尔茨海默病患者中，他汀类药物的使用与改变的微生物群的关联最强。特别是，产丁酸菌普拉梭菌在他汀类药物使用者中增加，这可能有助于维持血脑屏障，因为丁酸盐在抗炎过程和小胶质细胞活化和成熟中起主要作用。
他汀类药物联合PPI → 抵消链球菌富集
他汀类药物与PPI一起使用，可能有助于抵消由于PPI使用而导致的链球菌富集，因为链球菌被认为会产生细胞外淀粉样蛋白。
瘤胃菌科是一种短链脂肪酸生产者，在他汀类药物以及NSAID使用者和阿尔茨海默患者中升高，可能具有与帕金森病相同的补偿作用，因为在阿尔茨海默患者中观察到短链脂肪酸丰度较低。
与帕金森一样，在阿尔茨海默患者中观察到阳性小肠细菌过度生长结果，PPI可能是其主要贡献者，无论是否口服NSAIDs。
扩展阅读：
有力的证据表明药物使用与肠脑轴之间、肠脑轴与神经系统疾病之间分别存在联系。由于药物和神经系统疾病，菌群失调环境中存在共同的细菌菌株。少数药物可以在特定疾病情况下缓解菌群失调，但也可能引起菌群失调。菌群彼此之间及其相互作用将影响肠脑轴，药物在共病患者中通经常联合使用。因此，它们的效果可能相互抵消或加剧细菌种群的相应变化，并与神经系统疾病中的菌群失调呈正面或负面关联。
由于肠道微生物群会因食物、环境、生活方式等各种因素而发生变化，因此在这类研究中也应考虑伴有共病的老年人。当老年人同时服用多种药物且因食欲不振而饮食不佳时，可能会预期其肠道微生物群发生不同的变化。然而，药物引起菌群失调及其通过肠脑轴对神经系统疾病影响的相关性仍是一个新领域。
本文中有些数据也是有限的，没有考虑原发病情况、其他药物的合并使用、药物剂量、药物暴露和服药时间、年龄、性别、患者饮食、共病等混杂因素，缺乏大队列数据支持，目前还没有足够的数据来得出建议性的结论。因此，还需要更多的工作来克服现有的局限性并提供更加坚实的证据基础，包括设计大型的、多中心的、随机对照试验，以收集高质量的数据来验证这些初步发现。
主要参考文献
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谷禾健康
Lachnoclostridium属是一类革兰氏阳性菌，专性厌氧、形成孢子、属于Clostridiales目、Lachnospiraceae科、Firmicutes门。该属最初被描述为Clostridium phytofermentans，后来被重新分类为Lachnoclostridium属。
Lachnoclostridium属包括来自Lachnospiraceae科和几个梭菌簇的生物，例如梭菌XIVa。已知梭菌簇 XIVa 构成了人类肠道微生物群落的重要组成部分；它可以发挥抗炎作用，并在体内平衡中发挥作用。此外，梭菌簇 XIVa 通过其成分和代谢物（尤其是丁酸盐）维持肠道健康。
Lachnoclostridium属的相对丰度在一些疾病中有所变化，如：
Lachnoclostridium属是一种新定义的属，该属在人类肠道菌群中越来越多地被发现，其代表种包括下列菌属：
其中，Lachnoclostridium phytofermentans是该属的模式菌株，能够在37℃下生长，pH值为6.0-9.0。
Lachnoclostridium edouardi则是一种与胆汁酸诱导基因簇相关的菌株，与肥胖和2型糖尿病等疾病有关。
部分菌种可以在中等“嗜温”温度和极高“嗜热”温度下生长。
这类细菌是肠道微生物群落中的重要成员，能够发酵多糖类物质产生短链脂肪酸，如丁酸和乙酸等。这些物质对肠道上皮细胞的生长和肠道屏障功能的增强具有积极作用，同时也具有抗炎作用。
Lachnoclostridium YL32则是一种在易感小鼠中存在的菌株，可能与肠道免疫系统的调节有关。这些代表种在肠道菌群中具有重要的代谢和免疫调节功能。Lachnoclostridium在人类肠道微生物中具有较高的丰度和普遍性。
代谢性疾病
Lachnoclostridium属与多种代谢性疾病的发生密切相关，包括肥胖、高血压、糖尿病等。其相对丰度与血糖水平呈负相关。
Lachnoclostridium是一种能够利用单糖和双糖产生乙酸的细菌。乙酸可以通过抗炎和免疫抑制作用有效地稳定肠道内环境。此外，乙酸还可以作为细菌的ATP产生的氧化产物。Lachnoclostridium的丰度与肠道内乙酸水平呈正相关。
也有一些研究表明，Lachnoclostridium的高丰度可能会降低循环中乙酸的水平，从而导致腹部脂肪增加，对肥胖和2型糖尿病产生负面影响。
在孕妇患有妊娠糖尿病时，Lachnoclostridium属的丰度显著增加。
肠道疾病
在不同疾病状态下，Lachnoclostridium属的相对丰度存在差异，如在溃疡性结肠炎和肠易激综合征患者的肠道菌群中，Lachnoclostridium属的含量较高。
肝脏疾病
在肝脏疾病中，Lachnoclostridium属的含量也存在变化。
心血管疾病
Lachnoclostridium属还能够将胆碱转化为三甲胺，进而转化为三甲胺氧化物，而三甲胺氧化物与肥胖、糖尿病和心血管疾病的进展有关。
Lachnoclostridium的丰度与动脉粥样硬化患者显著相关，而L. saccharolyticum WM1菌株可以在体外有效地将胆碱转化为TMA，同时提高血清TMAO水平并促进动脉粥样硬化的形成。因此，Lachnoclostridium与TMAO的关联机制可能会增加心脏代谢风险。
截瘫
ITSCI患者的肠道内Lachnoclostridium属丰度更高，截瘫患者的肠道内Acidaminococcaceae、Lachnoclostridium、Porphyromonadaceae、Blautia属丰度更高。而四肢麻痹患者的肠道内拟杆菌属丰度更高。
肿瘤的发生发展
Lachnoclostridium与肥胖、高胆固醇、炎症等因素相关，这些因素与肿瘤的发生有关。此外，Lachnoclostridium还可以通过调节肠道免疫系统和抗氧化系统来影响肿瘤的发生和发展。
研究发现，Lachnoclostridium可以促进CD8+ T细胞的招募和激活，从而增强抗肿瘤免疫力，Lachnoclostridium属的高丰度与肿瘤内CD8+ T细胞浸润、肿瘤内细菌和患者生存率有关。在肿瘤内，Lachnoclostridium属的高丰度与患者死亡风险降低有关。
肿瘤控制
在肿瘤组织中，高水平的Lachnoclostridium与CD8+ T细胞浸润和趋化因子CXCL9、CXCL10和CCL5表达呈正相关。此外，高水平的Lachnoclostridium也与患者的生存率有关。
研究还发现，Lachnoclostridium可以通过氧化和表皮化特定羟基的方式将胆酸转化为去氧胆酸，从而与去氧胆酸的水平相关。这些发现表明，肠道菌群可以影响肿瘤的免疫细胞浸润和患者的生存率。因此，Lachnoclostridium可能在肿瘤的预防和治疗中具有重要作用。
其他疾病
Lachnoclostridium能够通过代谢L-谷氨酸来产生乙酸等短链脂肪酸，这些短链脂肪酸对于肾脏保护具有重要作用，如抗炎、抗动脉粥样硬化和抗氧化等。
此外，Lachnoclostridium还与食物过敏、多囊卵巢综合征、骨质疏松、肺癌等疾病的发生发展有关。
COVID-19患者肠道内Lachnoclostridium属的丰度较高。
肌肉减少症患者 Lachnoclostridium显著减少，整体微生物多样性减少。
桥本甲状腺患者的Lachnoclostridium 属减少。
营养代谢
在一些研究中发现，Lachnoclostridium的丰度与营养消化率和营养吸收有关，可能与营养代谢和肠道健康有关。
在一些研究中，Lachnoclostridium的丰度降低与蛋白质处理和营养物质转运等功能通路的下调有关。此外，一些研究还发现，Lachnoclostridium的丰度降低与体重下降有关。
此外，Lachnoclostridium也被发现与肠道炎症、肠癌和阿尔茨海默病等疾病有关。
Lachnoclostridium与代谢相关疾病或结直肠癌的发生可能存在关联，并且可以通过饮食干预进行改善。这意味着，Lachnoclostridium的丰度可能是代谢相关疾病或结直肠癌的一个有用的预测因子。
不同的季节、饮食和营养等都会影响Lachnoclostridium属在肠道内的丰度。
药 物
治疗糖尿病药物利拉鲁肽治疗可增加Lachnoclostridium属的丰度。
重金属
镉（Cd）扰乱了大鼠肠道菌群组成，显着降低了普雷沃氏菌和Lachnoclostridium的丰度。青春期接触镉会导致肠道微生物群紊乱，肝、肾和卵巢功能障碍，这可能与镉诱导的炎症反应的激活有关。
季 节
Lachnoclostridium是一种常见的菌属，其丰度在不同季节存在差异：
此外，与脂肪酸生物合成和亚油酸代谢相关的KEGG功能在冬季的丰度增加。
益生菌
植物乳杆菌 ZY08 显着减轻了小鼠酒精相关的肝脂肪变性、肝损伤、肠屏障，并降低了血浆内毒素水平，并影响了与脂质代谢相关的肝脏基因。通过恢复菌群丰度有效恢复肠道菌群稳态，包括 Blautia、Oscillibacter、Lachnoclostridium、Intestimonas，从而提高肠道短链脂肪酸含量。
植物乳杆菌 FRT10 在减轻喂食高脂肪饮食的小鼠肥胖方面的功效：补充植物乳杆菌FRT10 可显著降低体重增加、脂肪重量以及肝脏三酰甘油 (TG) 和丙氨酸转氨酶 (ALT) 浓度 (P < 0.05)。植物乳杆菌FRT10 显著改善了高脂饮食引起的肠道菌群失调，增加Butyricicoccus，Butyricimonas，Alistipes， Intestinimonas，Odoribacter，降低脱硫弧菌科、Roseburia、Lachnoclostridium的丰度。
副干酪乳杆菌CCFM1223 预防脂多糖诱导的急性肝损伤 (ALI) 的有益作用：显着增加了Catabacter的相对丰度，但显着降低了 ASF356 , Lachnospiraceae NK4A136 group , Lachnoclostridium。
食物营养成分
素食者和杂食者在肠道清洁后，饮食中的植物蛋白和动物蛋白对Bilophila和Lachnoclostridium的丰度有相反的影响。
食用甜菜碱可以显著增加Lachnoclostridium的相对丰度，有助于减轻高脂饮食引起的肥胖。
蓝莓和蔓越莓花青素提取物的补充可以促进Lachnoclostridium的生长。
西藏茶多糖可以促进Lachnoclostridium、拟杆菌属(Bacteroides)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)等微生物的生长，同时促进短链脂肪酸的产生。
白藜芦醇喂养的小鼠微生物群组成发生显著变化，减少高脂肪饮食喂养小鼠的肥胖。
其特征是下列菌群富集：
拟杆菌、Lachnospiraceae_NK4A136_group、Blautia、Lachnoclostridium、Parabacteroides 、Ruminiclostridium_9
慢性肾病患者服用姜黄素补充剂(Meriva ®) 六个月，显著降低血浆促炎介质（CCL-2、IFN-γ 和 IL-4）和脂质过氧化作用， Escherichia-Shigella水平显著降低， Lachnoclostridium水平显著升高。
红曲米中红曲素（MP）干预明显改善了过量饮酒小鼠的脂质代谢和肝功能，Lachnoclostridium、Alistipes、Roseburia、Vagococcus等菌群比例显著升高。
红小豆补充剂显著降低了由高脂饮食引起的小鼠肥胖、脂质积累以及血清脂质和脂多糖水平，减轻了肝功能损伤和肝脂肪变性。通过增加胰岛素敏感性来改善葡萄糖稳态。
改善肠道菌群失调，Lachnoclostridium、双歧杆菌、Prevotellaceae、Turicibacter、Alloprevotella、Muribaculum等显著升高。
黄芩素是一种具有多种生物活性的天然黄酮类化合物。黄芩素可以重塑非酒精性脂肪肝模型小鼠肠道微生物群的整体结构，尤其是Lachnoclostridium、Mucispirillum、Anaerotruncus，在黄芩素治疗组中显着恢复到正常水平。黄芩素可以显著降低高脂饮食引起的肝脏重量增加，改善非酒精性脂肪肝小鼠脂质代谢紊乱。
吴茱萸碱可通过调节肠道菌群和抑制肝脏炎症反应来改善CCl4诱导的小鼠肝纤维化。吴茱萸碱可增加乳杆菌、阿克曼氏菌、拟杆菌的丰度，降低肠球菌和Lachnoclostridiun的丰度（P<0.05）。
核桃青壳多糖是一种低分子量酸性杂多糖，主要由葡萄糖醛酸、阿拉伯糖和半乳糖组。核桃青壳多糖显著改善了高脂饮食诱导的肥胖小鼠的糖代谢和脂质代谢，并降低了氧化应激。对肝脏脂肪变性和血管内皮功能障碍具有保护作用。增加了门水平的Deferribacteres的相对丰度，降低了Akkermansia，Lachnoclostridium等相对丰度。
铁皮石斛可以调节肠道微生物群、肠道通透性和肝脏炎症，从而减轻非酒精性脂肪性肝炎。铁皮石斛处理降低了Romboutsia、Turicibacter、Lachnoclostridium、Blautia、Ruminococcus_torques_group、Sutterella、Escherichia-Shigella等丰度。
人参皂苷 Rg1 治疗 4 周可显著降低血糖水平，人参皂苷 Rg1 通过改变肠道微生物群来治疗2型糖尿病，增加了 Lachnospiraceae_NK4A136_group 和 Lachnoclostridium 的比例，降低了 Lactobacillus 的比例。
全麦燕麦改善了高脂血症小鼠的血清脂质分布，降低了体重和脂质沉积，全麦燕麦中的黄酮类化合物对高脂血症小鼠胆汁酸代谢和肠道微生物群具有调节作用，显著减少Lachnoclostridium、Blautia、Desulfovibrio、Colidextribacter。
四物汤对肝纤维化小鼠表现出显著的治疗效果，通过增加拟杆菌和Lachnoclostridium的相对丰度，并降低 Alistipes 和 Rikenellaceae 的相对丰度，显著重组了纤维化小鼠的肠道微生物群。
饮食方式
增加孕妇水果和蔬菜的摄入量可以影响婴儿肠道内Lachnoclostridium属的丰度。
地中海饮食可以增加Lachnoclostridium属在肠道内的丰度。
高粗粮饮食可增加Lachnoclostridium属的丰度。
低热量饮食也可以选择性地促进Lachnoclostridium等抗炎菌群，从而改善胰岛素敏感性和血糖水平。
而高脂饮食则会降低Lachnoclostridium的相对丰度。
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谷禾健康
饮食可以调节人体肠道微生物群的组成和功能，以维持宿主微生物群的互惠共生。
谷物富含特定的功能元素，是维持人类健康的重要膳食成分。谷物可以改变肠道微生物群，并可能改善能量和葡萄糖稳态，干扰宿主能量稳态、食欲、血糖调节、胰岛素敏感性和宿主代谢的调节。
什么是全谷物
全谷物是禾本科植物的可食用种子，由胚（或胚芽）、胚乳和外部麸皮组成。
全谷物是一种富含膳食纤维的食物，而膳食纤维可以调节肠道微生物群，从而调节人体的特定生物过程，例如调节免疫、炎症、碳水化合物和脂肪代谢以及肠-脑神经回路。
全谷物是营养和植物化学物质的极好来源，可能对心血管疾病、高血压、糖尿病、不同类型癌症和肥胖症等多种慢性疾病具有保护作用。
全谷物的摄入还与健康肠道微生物群的增加有关，这一点可以从它们的丰富度和多样性以及短链脂肪酸的产生中看出。
短链脂肪酸，作为发酵终产物并促进有益细菌的生长。短链脂肪酸还可以降低结肠 pH 值，防止病原菌生长，并改善结肠上皮细胞的完整性。
本文讨论了不同谷物如何通过调节肠道微生物群对宿主产生有益的健康影响。主要从以下几个方面讲述：
• 谷物通过调节肠道菌群在动脉粥样硬化中的作用
• 谷物通过调节肠道菌群在高血压中的作用
• 谷物通过调节肠道菌群在肥胖中的作用
• 谷物通过调节肠道菌群在II型糖尿病中的作用
• 谷物通过调节肠道菌群在结肠健康中的作用
动脉粥样硬化是一种以胆固醇积聚和巨噬细胞聚集到动脉壁为特征的状态，它是心血管疾病的主要危险因素。
肠道微生物群组成的平衡很重要，平衡一旦破坏可能会导致毁灭性的病理生理后果。
在高脂饮食的Apo E−/−小鼠中，某些菌群的丰度，如Bilophila和Mucispirillum，与动脉粥样硬化斑块大小呈正相关。
物种丰富度也是肠道健康的一个主要标志，因为高细菌丰富度和多样性往往反映了生态系统的稳定性和复原力，以及疾病与粪便样本中物种数量减少之间的一致联系。
▸野生稻：具有抗脉粥样硬化作用
野生稻主要作为全谷物食用，食用后对健康有很多好处。野生稻含有抗性淀粉，可以作为益生元。
野生稻具有显著的抗动脉粥样硬化作用，但其作用机制尚不清楚。这些影响可能是由于血浆胆固醇水平的降低。
细菌代谢产物如短链脂肪酸和三甲胺-N-氧化物(TMAO)是动脉粥样硬化中的重要化合物。
▸抗动脉粥样硬化作用可能与肠道菌群改变有关
最近的研究还发现，肠道微生物群与动脉粥样硬化的形成之间存在关联。短链脂肪酸主要参与碳水化合物、脂肪和胆固醇代谢，其免疫调节功能可能有助于心血管疾病的治疗。动脉粥样硬化斑块中细菌DNA的存在为肠道微生物群与动脉粥样硬化的相关性提供了证据。
▸野生稻：影响菌群丰度和多样性，预防动脉粥样硬化
另一项研究调查了野生稻对小鼠粪便细菌物种丰度和多样性的影响。结果表明，在低密度脂蛋白受体基因敲除(LDL-r-KO)的小鼠中，长期食用60%的野生稻与预防动脉粥样硬化有关。
参与预防的机制可能是粪便细菌数量和多样性的显著改变，以及几种炎症和代谢生物标志物的显著变化。
与对照组相比，在野生稻喂养的小鼠粪便中发现了下列菌群丰度更高：
治疗组和对照组小鼠血浆中的细胞因子谱存在显著差异。白细胞介素-10（IL-10）和促红细胞生成素（EPO）水平的升高可以解释野生稻的抗动脉粥样硬化特性。然而，需要使用动物模型进行额外的研究支持该结果。
许多研究表明，维持健康的心血管系统可能有助于维持认知功能，因为一些心血管疾病与认知障碍和阿尔茨海默病的风险增加有关。
▸ 燕麦和燕麦制品：降胆固醇，产生短链脂肪酸，调节菌群，降低肠道通透性，抑制炎症
燕麦和燕麦制品是谷物纤维的其他重要来源，它们富含β-葡聚糖。β-葡聚糖是一种粘性和可溶性纤维，具有有益的降胆固醇潜力。
动物研究表明，燕麦纤维可以上调肝组织中低密度脂蛋白（LDL）受体的表达。
研究表明，膳食燕麦纤维可延缓动脉粥样硬化所致小鼠认知功能障碍的进展。燕麦纤维通过为人体产生短链脂肪酸，很好地恢复了微生物群的丰度和多样性。这些短链脂肪酸可降低肠道通透性，抑制神经系统的神经炎症。
▸ 小米：保护肠道屏障，重塑肠道菌群，防止动脉粥样硬化
另一种越来越受消费者欢迎的谷物是小米。使用喂食高脂肪饮食的Apo E−/−小鼠研究小米壳多酚的抗动脉粥样硬化潜力。
结果表明，小米壳多酚通过保护肠道屏障和重塑肠道菌群，防止主动脉粥样硬化斑块的形成。
微生物群组成的特征是颤螺菌属（Oscillospira）和瘤胃球菌（Ruminococcus）丰度较高，以及Allobaculum丰度降低，抑制动脉粥样硬化斑块的形成。
大多数以动脉粥样硬化为研究重点的体外、动物和人体研究报告的结果不一致，这可能是由于实验对象的数量有限(包括研究中人体受试者的数量较少)，以及实验对象的性质(实验对象之间存在的可变性会影响结果)，如采样技术，也可能是由于饮食成分的相互作用的影响。
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高血压是心血管疾病的重要危险因素，受遗传易感性和环境因素的影响。
近年来，对肠道菌群与高血压的关系进行了研究。研究对象是老鼠和人类。在两个实验对象中都观察到了肠道菌群的改变。
▸ 高血压患者：梭状芽胞杆菌大量存在
梭状芽孢杆菌在小鼠和人类高血压患者体内都发现大量存在。此外，高血压人群中Bacterodiales增加，但在小鼠中与血压呈负相关。
在饮食中加入富含纤维的食物，如谷物，可以改变肠道菌群的组成。膳食纤维的降血压机制尚不完全清楚。
▸ 短链脂肪酸降压：通过激活受体
有研究发现，发酵产生的短链脂肪酸可以激活在肾脏和血管中的G蛋白偶联受体和嗅觉受体，这些受体抑制肾素的释放，从而降低血压。
▸ 纤维：通过短链脂肪酸，促进有益菌生长，加强肠道屏障完整性
一项研究表明，健康女性在怀孕过程中，纤维摄入量越高，可以缓解肠道通透性增加的程度。
可发酵纤维促进有益菌的生长，并产生短链脂肪酸作为发酵最终产物。短链脂肪酸可以通过降低结肠pH值来阻止致病菌的生长。
此外，短链脂肪酸还可以提高结肠上皮细胞紧密连接的完整性。这加强了肠道壁屏障的完整性，降低了肠道通透性。
然而，纤维摄入并不影响未来妊娠高血压疾病女性的肠道渗透性。这项研究表明，纤维干预可能不会通过改善肠道屏障功能来阻止高血压疾病的发展。
大部分的研究都是研究分离纤维对高血压的影响；需要更多的研究来了解习惯性纤维摄入通过调节肠道菌群对高血压的影响。
短链脂肪酸对宿主代谢的有益作用
Kulathunga J,et al.Curr Nutr Rep.2022
▸ 燕麦麸（谷物分离物）：降血压，菌群改变
对谷物分离物的研究也将为营养保健品和功能性食品开辟新的途径和机会。研究对象为食用燕麦麸12周的参与者（30 g / 天）。结果显示，摄入膳食纤维的参与者的收缩压和舒张压低于对照组。与对照组相比，双歧杆菌(Bifidobacterium)和螺旋菌(Spirillum)等细菌物种的丰度显著升高。
需要进一步的研究来阐明本研究的现有发现。例如，研究人员没有量化短链脂肪酸水平，对于双歧杆菌和螺旋菌的变化是否与短链脂肪酸的变化有关不清楚。
▸ 藜麦蛋白降压（动物研究）
在动物模型研究中，研究了藜麦蛋白摄入对自发性高血压大鼠的降压作用。结果显示血压显著降低，肠道中Turicibacter和Allobaculum属的丰度与血压呈负相关。
血压与肠道菌群之间存在双向关系。血压水平及相关病理状态导致微生物群变化，微生物来源的代谢物有助于调节血压。然而，大多数谷物蛋白的体内降压作用尚不清楚，需要更广泛的研究。
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已知肠道微生物群参与控制体重、代谢改变和与肥胖相关的炎症性疾病。
文献表明，肥胖的发病机制与下列菌群正相关：
肥胖的发病机制与下列菌群负相关：
肥胖症与肠道菌群代谢产物之间的关系尚不完全清楚。然而，提出了以下假设。据估计，短链脂肪酸等微生物的代谢物对人体能量平衡的贡献高达约200千卡/天，并有助于脂肪细胞中的脂肪生成和积累，从而获得能量。
▸ 高粱多酚：可能增加有益菌丰度
使用不同体重等级（正常和超重）的人类受试者评估高粱多酚对肠道微生物群的影响。结果表明，正常体重和超重/肥胖组之间的短链脂肪酸总产量没有显着变化。
一项最新营养学报告研究发现，高粱多酚和低聚果糖的组合可增加双歧杆菌和乳酸杆菌的数量，高粱多酚可独立增加罗氏菌属（Roseburia）和普雷沃氏菌属（Prevotella）的丰度。
关于罗氏菌属详见： 肠道重要基石菌属——罗氏菌属(Roseburia)
普雷沃氏菌属详见：肠道重要基石菌属——普雷沃氏菌属 Prevotella
▸可溶性玉米纤维：使变形菌减少，厚壁菌增加
在小鼠中添加可溶性玉米纤维长达8周的高纤维饮食表明，变形菌（Proteobacteria）数量减少，这种细菌门通常与肥胖呈负相关。
厚壁菌的增加抵消了高纤维饮食，并诱导了与肥胖相关的菌的增加，如瘤胃球菌、嗜胆汁菌Bilophila、脱硫弧菌Desulfovibrio、颤螺菌属Oscillospira和Paenibacillus.
关于瘤胃球菌属详见：瘤胃球菌属——消化降解关键菌？炎症标志菌？
脱硫弧菌详见： 肠道有害菌——脱硫弧菌属(Desulfovibrio)
▸麦麸：补充影响菌群变化，或与减肥相关（多项研究结果不一）
在一项动物研究中，添加5%麦麸的高纤维饮食增加了微生物群的多样性和某些细菌物种的丰度。Akkermansia muciniphilia的数量增加，这与体重增加有关。此外，双歧杆菌物种的丰度增加。已知包括短双歧杆菌在内的双歧杆菌可防止脂肪积聚。
在另一项研究中，连续8周麦麸补充剂（7.5%）可以减轻体重和肥胖，这与乳酸菌丰度降低有关。
然而，在另一项研究中，麦麸补充量的增加表明盲肠乳酸菌的增加，尽管体重或肥胖没有变化。
▸含有抗性淀粉的全麦面粉：减少腹部脂肪
最近的研究发现，在肥胖的糖尿病脂肪大鼠中，含有抗性淀粉的全麦面粉，比分离的抗性淀粉产生更大的发酵，更大的发酵会产生不同的微生物群，减少腹部脂肪，提高胰岛素敏感性。
肥胖大鼠服用抗性淀粉可增加拟杆菌门与厚壁菌门的比率，并可能导致胰岛素敏感性的改善。
▸玉米抗性淀粉：调节菌群，影响体脂等指标
在临床研究中，向人类志愿者提供玉米抗性淀粉饮食可显著增加链球菌和Ruminococcaceae_UCG-005的丰度，并降低厌氧菌、拟杆菌、Blautia的丰度，它们可有效调节体脂、短链脂肪酸、早期胰岛素和胰高血糖素样肽-1（GLP-1）的分泌。
由于人与人之间肠道微生物群的差异，补充抗性淀粉的饮食对人的影响不同。补充抗性淀粉会增加粪便丁酸盐浓度。然而，对抗性淀粉补充剂的反应因个人而异。
因此，为了有效地设计人体试验，应该考虑几个限制因素。根据性别、饮食习惯、健康和生活方式的不同，不同个体的微生物群组成有显著差异。
▸ 小米：增加有益菌，改善葡萄糖耐量，但不影响体重增加
小米补充剂的摄入增加了有益菌丰度，包括乳酸杆菌、双歧杆菌、阿克曼菌和罗氏菌属（Roseburia），小米改善了葡萄糖耐量，抑制了血清胆固醇和血脂参数的增加，但不影响体重增加。
这类研究的结果取决于谷物品种的性质及其生物活性成分的组成。此外，谷物成分在很大程度上取决于生长位置、农艺措施和其他生长因素，如温度和施肥。
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关于谷物通过调节肠道微生物群的降血糖作用的研究较少。
肠道微生物群在宿主的大多数代谢功能中起着至关重要的作用，如氨基酸合成、膳食脂肪和脂溶性维生素的吸收、短链脂肪酸的产生、葡萄糖稳态的激活、脂质能量代谢、热量去除和调节胆汁酸转化等。
▸ 糖尿病患者的菌群特征
与瘦人相比，II型糖尿病患者的微生物群多样性和普拉梭菌（Faecalibacterium prausnitzii）丰度显著降低。II型糖尿病与厚壁菌门丰度较低有关，而拟杆菌门和变形菌门丰度较高。
▸ 高直链玉米淀粉：降低II型糖尿病风险
最近利用动物模型进行的研究发现，食用高直链淀粉玉米会增加拟杆菌和某些厚壁菌分类群（乳酸杆菌和Erysipelotrichaceae）。此外，这种饮食可以增强肠道免疫和内分泌反应，从而降低II型糖尿病的风险。
▸谷子：降血糖作用
最近的一项研究，评估谷子在高脂饮食和糖尿病大鼠中的降血糖作用。根据结果，乳酸杆菌和瘤胃球菌的相对丰度增加，与空腹血糖和2小时血糖呈负相关。
▸可溶性玉米纤维：改变菌群，产生短链脂肪酸
另一项研究侧重于在人类饮食中添加10克或20克纤维，其中含有85%的可溶性玉米纤维，持续4周，导致较高比例的菌群，如：
已知这些细菌会消化淀粉并产生短链脂肪酸，而健康的老年人在每天补充6克可溶性玉米纤维3周后，Parabacteroides的丰度有所增加。
▸抗性淀粉（RS2）降血糖
开展了多项研究，以评估小麦抗性淀粉II型（RS2）对血糖反应和肠道微生物群的影响。
在一项研究中，评估了食用富含II型抗性淀粉的小麦卷1周的效果，结果表明，富含II型抗性淀粉的小麦卷可以降低餐后葡萄糖和胰岛素反应。
粪便内容物中的瘤胃球菌属和Gemmiger比例增加，反映了远端肠道的组成。抗性淀粉干预还降低了肠道微生物群落的生物多样性和丰富度。
关于抗性淀粉详见：你吃的膳食纤维对你有帮助吗？
▸抗性淀粉（RS2）增加氢气和甲烷
此外，在食用富含II型抗性淀粉的小麦期间，空腹呼气中，氢气和甲烷增加。氢气和甲烷气体是微生物代谢产物，是微生物发酵的标志物。
关于肠道气体详见：肠道气体带来什么影响，饮食如何对其产生作用？
▸抗性淀粉(RS2)：短链脂肪酸与菌群变化呈正相关
对照组和添加抗性淀粉的小麦卷消耗量之间的粪便短链脂肪酸浓度没有显著变化，但丁酸盐和总短链脂肪酸与下列菌群的相对丰度呈正相关：
▸短链脂肪酸能调节与肥胖相关的脂肪因子的表达，降低血糖，提高发酵活性
短链脂肪酸浓度与胰岛素敏感性有关。丁酸可降低胰岛素敏感性。短链脂肪酸还刺激肠内分泌L细胞产生饱腹激素，如肽YY（PYY）和胰高血糖素样肽（GLP-1）。
此外，短链脂肪酸调节瘦素、脂联素和抵抗素等脂肪因子的表达。它们通过调节肠道和全身炎症间接导致肥胖，促进或加剧心脏代谢功能障碍。
这些影响表明，与野生型小麦相比，食用富含II型抗性淀粉的小麦可以降低餐后血糖，改变肠道微生物组成，提高发酵活性。
▸ 小麦胚芽：产短链脂肪酸菌的种类显著增加，提高免疫力
现有文献表明，在饮食中补充小麦胚芽可以改善小鼠的肠道微生物群。此外，与对照组相比，拟杆菌门水平减少，厚壁菌门水平增加。产生短链脂肪酸的细菌种类显著增加：
其中，Roseburia的百分比增加了三倍以上。
此外，细胞因子和免疫球蛋白的变化与肠道微生物群有关。小麦胚芽可以提高免疫力，作为一种增强免疫力的功能性食品具有潜在的应用价值。
▸ 短链脂肪酸促进食欲刺激激素，葡萄糖刺激的胰岛素分泌增加
另一项研究发现，血液中较高水平的乙酸盐会导致胰岛素抵抗并增加胃中生长素释放肽（一种食欲刺激激素）的产生，而丁酸盐水平的降低也会促进胰岛素抵抗。
此外，啮齿动物肠道菌群改变导致乙酸盐的产生增加，会导致副交感神经系统激活，从而促进葡萄糖刺激的胰岛素分泌增加、生长素释放肽分泌增加、食欲过盛、肥胖和相关后遗症。
还需要开展额外的研究工作来确定肠道微生物群在帮助预防2型糖尿病方面的遗传和代谢潜力。此外，任何未来的研究都应该明确定义，可以通过在2型糖尿病患者的饮食中加入不同谷物来调节的菌群种类。此类研究还应解决这种调节是否与谷物剂量有关。
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▸米糠：调节肠道菌群代谢，促进益生菌生长
米糠具有益生元特性，对结肠健康有益。米糠含有大量的生物活性化合物，包括各种氨基酸、小肽、脂类、核苷酸、维生素和辅助因子，以及可供宿主消化和不可消化的植物化学物质。
肠道微生物群可以在动物和人类体内发酵米糠碳水化合物、植物化学物质、脂质和氨基酸。
研究发现，米糠成分有助于调节宿主和肠道微生物代谢，与对照组相比，摄入米糠显著促进肠道益生菌菌株的生长。然而，还需要更多的研究来提高对米糠发酵如何影响结肠组织微生物群的理解。
▸大米：减缓肿瘤和病原体生长
大米可以通过改变细胞增殖、对抗氧化应激、减少炎症、调节肠道微生物组和代谢来减缓肿瘤和病原体的生长。
研究了大米抗性淀粉（RS）和脂肪水平对C57BL/6小鼠肠道微生物群的影响。处理是三个品种的三个水平的抗性淀粉作为碳水化合物的主要来源，两个脂肪水平，低（10%）和高（39%）。
抗性淀粉导致厚壁菌与拟杆菌的比率降低，增加拟杆菌科和S24-7的短链脂肪酸产量。
米饭中的抗性淀粉含量（0.44%）可以调节小鼠的肠道微生物群，并且与防止肥胖饮食的有害影响有关。
此外，微生物类群与碳水化合物和脂质代谢相关的组织基因表达之间存在相关性。
▸ 米糠和槲皮素等组合：有利于排除肠道病原体
另一项研究发现，槲皮素和米糠的联合作用减少了致病性肠杆菌科细菌的数量，并且减少量与丙酸水平高度相关。
因此，米糠和槲皮素等底物的组合将有助于排除肠道内的肠道病原体。
▸ 麦麸：增加有益菌，改善肠道完整性，减少炎症
麦麸是面粉加工的另一个重要副产品，也是膳食纤维最丰富的来源之一。麦麸中的膳食纤维可改善矿物质代谢基因表达和肠道功能，并增加体内促进健康的细菌数量。
膳食中添加麦麸可以改变肠道微生物群，从而改善肠道完整性，减少炎症。麦麸补充水平的增加表明盲肠乳酸菌数量增加，肠道炎症减少，补充麦麸后炎性细胞因子TNF-α和IL-6减少，与内毒素血症和抗炎细胞因子减少相关的紧密连接蛋白增加。
需要进一步研究以了解谷物和肠道微生物群在维持结肠健康方面的相互作用。特别是，适当控制饮食干预的人类干预试验可以证实全麦谷物对肠道相关健康的益处，并允许在个人基础上得出更有效的结论。
谷物通过调节肠道菌群发挥健康益处的研究总结
Kulathunga J,et al.,Curr Nutr Rep.2022
肠道微生物群在日常饮食和健康状况之间起着重要作用。大多数研究报告了谷物通过调节肠道微生物群对调节代谢疾病的有益作用。
膳食摄入谷物可以预防动脉粥样硬化、高血压、防止体重增加和脂肪积累、改善血糖耐受性和血脂水平、通过调节肠道微生物群组成减少全身炎症，并促进包括短链脂肪酸在内的不同代谢物的释放。
通过调节肠道菌群健康检测，了解适合的饮食方式，合理调整膳食，可以在预防慢性病方面起重要作用。
主要参考文献
Kulathunga J, Simsek S. A Review: Cereals on Modulating the Microbiota/Metabolome for Metabolic Health. Curr Nutr Rep. 2022 Jun 3. doi: 10.1007/s13668-022-00424-1. Epub ahead of print. PMID: 35657489.
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