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一項最近在《PLoS Pathogens》發表的研究中,研究人員探索了人體腸道微生物群作為必需維他命來源的角色。
腸道微生物群的維他命產生
維他命是各種生物體內進行代謝和調節過程所必需的微量營養素。重要的是,許多維他命無法由人類合成,因此必須從外部來源獲得。
在腸道內,許多微生物可以進行新生合成產生維他命,其中包括維他命K和各種B族維他命,如煙酸、核黃素和葉酸。事實上,最近的基因組注解研究表明,高達65%的人體腸道共生微生物群至少會產生一種B族維他命,其中一些微生物可以產生全部八種,而其他微生物則不參與新生合成。腸道微生物群還可以將膳食中的維他命A轉化為其代謝產物,進一步促進免疫平衡和對抗病原體入侵的保護作用。
最近的估計顯示,高達30%的建議每日攝入量的這些維他命是由腸道微生物群產生的。然而,這在很大程度上取決於個體的飲食習慣和微生物群組成。
維他命還可以通過增加共生微生物的數量、增強微生物多樣性、改變短鏈脂肪酸(SCFAs)的水平,以及調節屏障功能和免疫反應能力,對腸道微生物群產生有益影響。此外,維他命具有抗氧化性質,可以通過直接影響免疫系統或間接通過其對氧化還原狀態的影響,保護宿主免受感染性疾病的侵害。
腸道中的病原體角色
人體腸道中存在的機會性病原體,如白色念珠菌(Candida albicans),可能導致嚴重且潛在致命的侵入性疾病。值得注意的是,大多數人在腸道中攜帶這些病原體而不會發生任何感染,這表明這些微生物可能具有共生作用。
在腸道中攜帶潛在病原物種的優勢有多種。例如,白色念珠菌已被證明能產生高濃度的核黃素,然而,這種過度產生的原因仍不清楚。相比之下,其他病原體似乎能夠刺激嗜中性粒細胞的反應性,從而訓練免疫系統對侵入性感染作出反應。
益生菌和飲食
隨著研究推進我們對微生物群在人體健康中的重要作用的理解,益生菌食品和補充劑變得越來越受歡迎。益生菌通常包括乳酸菌、雙歧杆菌或酵母菌等,它們都可以進行新生合成維他命。
某些飲食習慣也可以影響維他命的產生。例如,高碳水化合物和低脂肪飲食已被發現與尿核黃素排泄增加有關,這表明在這些條件下,微生物群可能增加核黃素的分泌。
維他命強化和對人體健康的影響
維他命強化食品是一種用於提高食品營養品質的方法,尤其在高收入國家,飲食往往以高熱量和低營養價值的食品為主。
除了強化食品,維他命補充劑是個體確保滿足每日維他命需求的另一種方式;然而,科學證據對維他命補充劑的益處尚不清楚。例如,攝入過量的脂溶性維他命,如維他命A、D、E和K,可以在脂肪組織中積累,從而導致不良的健康影響。
此外,一些研究表明,口服維他命補充劑中常使用的高劑量可能通過改變腸道微生物間的競爭或共生關係,干擾微生物群與宿主之間的相互作用。例如,以往在小鼠中的研究表明,維他命B12的補充會促進小鼠特有病原體Citrobacter rodentium的定殖和病理過程,並干擾Lachnospiraceae的活性。
資料來源:PLoS Pathogens