可能大家最近都发现身边很多人都感冒了。。。。。经过一个冬季的储藏,身体中的阳气开始向外生发,同时,冬季沉积在体内的毒素也会随着肝功能的增强排出体外,又加上春节刚过,很多人节日期间都是聚会应酬或家里吃吃喝喝,体内积淀了各种毒素,我们的身体也出现各种各样的问题,如生病、变丑、变胖……毒素超负荷与多种慢性疾病的发生有着密切关联。一般来说,人们常常认为肝脏承担着身体的主要排毒任务,但事实上,肠道及其内部的微生物群也在化合物毒性评估中扮演着至关重要的角色。
随着科学家对肠道微生物的研究深入,我们越来越明白肠道微生物与人体健康之间的紧密联系。这些微生物不仅影响着我们的皮肤、过敏反应、甲状腺功能、自身免疫疾病、大脑健康、食物偏好、骨骼和眼睛的健康,甚至还参与了人类进化的过程。关于这一主题的更多讨论,我们在之前的文章中已经涉及,感兴趣的读者可以查阅我们之前的内容。本文的重点是探讨肠道微生物在排毒过程中的作用,以及在某些情况下它们如何促进毒素的产生。
为何排毒至关重要?
环境中的化学物质在多种疾病的发生过程中扮演着关键角色,包括心理健康问题、神经退行性疾病、肝脏和肾脏疾病、自身免疫性疾病以及癌症。这些环境毒素也是肥胖和糖尿病日益普遍的部分原因。
在现代社会,维持一个有效的排毒系统对健康至关重要。污染物、激素、重金属、食物中的毒素、病原体以及细胞废物都需要通过特定的过程被排除体外。环境毒素是一个明显但常被忽视的问题,有效的解毒不仅需要减少这些毒素的接触,还需要增强体内的排毒能力。在这一过程中,肠道微生物是抵御毒素的第一道防线,但它们是如何参与其中的呢?
肠道:一个关键的解毒器官
解毒过程包括将毒素转化为无毒或低毒物质的一系列化学反应。这个过程主要分为三个阶段:
- 第一阶段:通过氧化、还原或水解作用引入极性基团;
- 第二阶段:通过甲基化、乙酰化或磺化等过程进行共轭作用;
- 第三阶段:进一步的修饰和排出。
虽然细胞色素P450常被视为抵御环境毒素的第一道防线,但真正的第一道防线其实是我们的上皮屏障(例如肠道、口腔、皮肤和肺)以及这些屏障表面的微生物。它们不仅能直接改变化合物的化学结构,还能通过影响屏障功能来控制化合物的吸收。
通过口腔摄入的化学物质必须先通过肠道,然后通过门静脉进入肝脏,最后才能进入全身循环。这一过程表明,在物质到达肝脏之前,肠道及肠道微生物就开始参与解毒过程,特别是在第二阶段中发挥作用,这一点我们将在后续讨论中详细解释。
肠道细菌的双重作用
肠道细菌与毒素的相互作用并非总是对宿主有利。在许多情况下,肠道菌群确实有助于解毒,但在某些情况下,它们可能会增加化合物的毒性。当肠道菌群失衡时,这种负面影响似乎更为明显。肠道菌群能够影响环境毒素处理的所有方面,包括吸收、分布、代谢和排泄。
肠道细菌直接改变毒素的化学活性
肠道细菌通过直接改变毒素的化学结构和活性,是它们影响毒素暴露的第一种方式。
例如,多环芳烃是已知的强致癌物,主要来源包括烟尘和烟熏食品。体外实验显示,肠道微生物能将多环芳烃转化为具有生物活性的雌激素代谢物。在没有这些微生物的情况下,多环芳烃可能会无害地通过肠道排出,而不被吸收。同样,研究表明肠道微生物能够转化无机砷,产生的砷代谢物毒性远大于无机砷本身。
除了增加重金属的毒性外,肠道细菌还能将无害的膳食化合物转化为有毒代谢物。一个例子是氧化三甲胺(TMAO),它是通过细菌将食物中的胆碱转化为三甲胺(TMA),然后TMA进入肝脏并氧化而产生的。研究表明,TMAO可能增加心血管疾病的风险。
然而,肠道微生物也有解毒作用。例如,许多植物性食物含有草酸,而哺乳动物自身缺乏分解草酸的酶,依赖于肠道细菌的生物转化作用来解毒。
肠道微生物与药物代谢及解毒路径的互动
肠道菌群的代谢产物可能与宿主体内解毒途径的酶产生竞争关系。例如,服用普遍的止痛药扑热息痛后,大多数会在肝脏转化为无毒的代谢物并通过肾脏排出。研究显示,肠道菌群的代谢物能与磺化酶争夺,影响扑热息痛的磺化过程。
肠道微生物的代谢产物还可能与药物或毒素在吸收途径上发生竞争。如,初级胆汁酸可能会与某些药物吸收过程中的转运体产生竞争,从而影响药物吸收。
肠道菌群与解毒酶的关系
肠道菌群还可以间接影响解毒酶的活性。研究发现,无菌鼠与正常肠道菌群的鼠在解毒酶表达上存在显著差异。饮食习惯也在塑造肠道菌群与解毒过程中扮演角色,某些食物成分能影响解毒酶的表达。
肠道菌群与肠肝循环
肠道微生物在肠肝循环中也扮演关键角色。许多毒素在肠道经过微生物作用后,会被重新吸收,这可能增加毒素在体内的停留时间。例如,某些工业阻燃剂作为环境污染物,其在肠肝循环中的代谢过程受到关注。
β-葡糖苷酸酶的作用
β-葡糖苷酸酶是肠肝循环中重要的解毒酶,与肠道中食源性致癌物的激活相关。该酶的活性在某些微生物群落中可能会增加,与肥胖和糖尿病的发生有关。
肠道菌群与药物代谢
肠道微生物在药物代谢中的作用已经被认识。多种药物的代谢过程中,肠道微生物扮演重要角色,影响药物的效果和生物利用度。药物开发中也越来越考虑肠道菌群的作用。
肠道菌群对解毒系统的影响
肠道菌群失衡可能导致肠道屏障功能受损,影响解毒过程。在这种情况下,毒素可能更容易进入血液,增加肝脏的负担。
皮肤菌群的作用
除了肠道,皮肤上的菌群也参与着环境毒素的代谢过程。例如,皮肤微生物能够代谢某些化合物,产生基因毒性和细胞毒性。
环境毒素与肠道菌群的相互作用
环境毒素不仅被肠道菌群代谢,同时也会影响菌群的组成。如抗生素、杀虫剂等环境毒素会改变肠道菌群,影响宿主健康。
因此,在现代环境中,减少环境毒素的接触,支持身体的解毒途径,和维护肠道菌群平衡是保护自己的重要措施。通过这些方法,我们能降低许多环境毒素相关的慢性炎症性疾病的风险。
参考文献
Teschke R. Aluminum, Arsenic, Beryllium, Cadmium, Chromium, Cobalt, Copper, Iron, Lead, Mercury, Molybdenum, Nickel, Platinum, Thallium, Titanium, Vanadium, and Zinc: Molecular Aspects in Experimental Liver Injury. Int J Mol Sci. 2022 Oct 13;23(20):12213. doi: 10.3390/ijms232012213. PMID: 36293069; PMCID: PMC9602583.