多囊指南肠道菌群可能通过肠脑轴参与

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我的原创科普,第篇

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目前为止,多囊卵巢综合征的病因不明,一般的统一观点是:

「遗传因素」与「环境」等因素的共同作用的结果;

所以,对于多囊卵巢综合征的治疗,目前更多是「生活方式干预为主」、「药物对症治疗」为辅。

药物方面,很可惜,仍然缺乏有效的方案。

最新的研究发现:肠道菌群可能通过「肠-脑轴」参与PCOS发病。

因为,肠道菌群紊乱可能通过改变短链脂肪酸、脂多糖等小分子的产生,经神经及体液系统上传信号至大脑中枢,最终导致促性腺激素及性激素分泌的异常[1-2]。

今天的这篇文章围绕以下几点,展开来分享:

01

肠道菌群的数量和种类

肠道中的微生物,不要小瞧它,因为它数量远远超出了我们的想象,

这个微生物,由消化道的近端到远端逐渐增加,总数量超过10的14次方,10的8次方就是亿,这个数相比人体细胞总数,高10倍[3]。

肠道的内环境主要由「厌氧细菌控制」,微生物与宿主之间的共生关系构成了一个复杂和动态变化的生态系统;

所以,胃肠道内微生物对人体的健康非常重要。

这些肠道菌群的种类包括:厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门和变形菌门[4];肠道菌群是维持肠道内免疫和肠道内稳态的关键。

影响肠道菌群组成的因素有很多,例如有饮食、年龄、疾病、治疗和宿主遗传学等,这些因素中,最主要的就是「饮食因素」。

肠道菌群的紊乱,会扰乱正常的生理状态,导致各种疾病,例如代谢综合征、肥胖、糖尿病、心血管疾病以及炎症性肠病和结肠癌等疾病。

02

肠-脑轴的功能机制

这个「肠-脑轴」可能很多人也没听说过,它是一个双相调节的信号通路[5],具体机制尚不明确;

在多囊卵巢综合征等代谢疾病中可以发挥重要的作用,「肠-脑轴」的调节,分为两部分:

1)肠道菌群对中枢神经系统的调节

这是一个至下而上的调节过程,调节通路包括:神经、内分泌和免疫信号3条;

主要机制是:

肠道菌群及其代谢产物产生的「短链脂肪酸、脑肠肽、神经递质、炎症因子」等作为信号通路的起始因子,

通过肠内分泌细胞、肠嗜铬细胞及免疫系统,也有分子直接通过肠道黏膜屏障进入循环,

然后经过迷走神经或体液循环等传递信号诱导中枢反应,从而控制人体的摄食反应、物质代谢。

2)大脑中枢对肠道菌群的调节

这是一个至上而下的调节过程,下丘脑弓状核可整合信号控制能量摄入及消耗,调节通路包括:

自主神经系统、下丘脑-垂体-肾上腺轴、交感神经-肾上腺轴和下行的单胺能途径;

自主神经的主要机制是:调节胃肠道内的神经丛,控制着胃肠道的功能。

交感神经的主要机制是:控制葡萄糖和脂质的吸收、代谢的作用,同时也参与胃肠道黏膜免疫调节,从而控制肠道内环境的平衡及肠道菌群的分布。

03

肠道菌群如何影响PCOS?

肠道菌群影响和促进多囊卵巢综合征的发病的机制,主要和影响胰岛素抵抗、改变短链脂肪酸有关;

1)影响胰岛素抵抗

这是多囊卵巢综合征的重要的病理生理机制,这个是目前公认的医学理念,

高胰岛素血症能够影响卵泡膜细胞和间质细胞过多增生、抑制性激素结合球蛋白的合成,从而导致高雄,

雄激素的升高,是多囊的明显的特点,能使卵泡发育成熟障碍及卵泡壁过度增生,引起卵泡闭锁,造成排卵障碍;

所以,改善胰岛素抵抗是我们首要目标,具体如何改善,可以看以往的文章;多囊饮食|「胰岛素抵抗」饮食原则

多囊指南|重点来了:调理胰岛素抵抗,除了减肥、减压,你还要一个整体方案!

肠道菌群的失衡:可以「破坏肠道粘膜屏障」及「脂多糖」等炎症因子增多,激活toll样受体4/应激活化蛋白激酶,使胰岛素受体底物-1丝氨酸磷酸化,并激活细胞内质网应激激酶,从而引起肝脏和肌肉胰岛素信号的下调,导致胰岛素抵抗[6-7]。

高脂饮食

肠道菌群的失调和很多因素有关系,例如高脂饮食,这在肥胖人中存在,在非肥胖的人中,同样存在,虽然脂肪摄入过多,这个在现代社会来看,非常正常;

但是,高脂饮食能增加胰岛素抵抗的可能,也可以改变「胃肠道革兰氏阴性菌」的组成,增加「脂多糖」、减少「短链脂肪酸」产生以及改变肠道通透性。

从而作用于肠上皮细胞表面的toll样受体,激活核因子κB途径诱导炎症反应[8-9],这和PCOS患者体内的慢性炎症激活状态相符。

相关研究

——PCOS患者与正常女性之间对比,PCOS患者肠道菌群中α多样性降低[10],β多样性升高,其中拟杆菌与PCOS呈密切相关[10]。

拟杆菌是一种革兰氏阴性厌氧细菌,是典型的非致病性细菌,

在肠道菌群紊乱中它可通过「脂多糖」及「短链脂肪酸」等在胰岛素抵抗及肥胖等疾病起到重要作用。

2)改变短链脂肪酸

肠道菌群通过发酵复合碳水化合物产生「短链脂肪酸」,如抗性淀粉或膳食纤维。

短链脂肪酸可通过主要激活肠内分泌细胞表面G蛋白偶联受体(41、43);

G蛋白偶联受体43,主要在肠内分泌细胞中表达;

G蛋白偶联受体41,主要在白细胞中表达,在肠内分泌细胞少量表达。

而短链脂肪酸与肠内分泌细胞分泌胰高血糖素样肽-1、Ghrelin(生长激素释放肽)和多肽YY密切相关[11],

——脑肠肽受神经及体液双重调节,在胃肠和神经系统双重分布,脑肠肽能作用其中枢受体,影响下丘脑-垂体-卵巢轴中激素的释放。

——Ghrelin能通过生长激素促分泌1a受体(主要存在脑垂体及大脑的部分区域)刺激食物的摄入,并将信号传导到控制能量平衡的下丘脑调节核,可以控制促性腺激素释放激素、黄体生成素分泌,影响女性生殖功能。

——多肽YY也可通过神经肽2受体(主要存在大脑内)控制垂体促性腺激素分泌作用。

短链脂肪酸调控脑肠肽分泌的机制,可能是通过G蛋白偶联受体43激活下游mTOR/STAT,使mTOR/STAT磷酸化控制着下游蛋白表达[12],但其具体机制尚待进一步研究。

因此短链脂肪酸不仅通过肠内分泌系统起作用,而且也可通过神经系统调节体内代谢及胃肠功能。

所以,肠道菌群紊乱可能通过肠-脑轴与大脑中枢产生联系,影响体内代谢及性激素水平,从而参与PCOS发病。

相关研究

——有研究证实G蛋白偶联受体43基因敲除后,胰高血糖素样肽-1和多肽YY分泌会明显减少[13]。

——ZHANG等[14]发现PCOS患者体内Ghrelin、PYY较正常女性明显降低,通过在PCOS患者体内移植益生菌乳酸双歧杆菌V9,益生菌移植成功组LH、LH/FSH比值明显减少,并能改善PCOS相关临床指标及增加短链脂肪酸水平;

而益生菌移植不成功组LH、SCFA及性激素水平变化不明显。

——有研究证明,通过粪菌移植或补充益生菌治疗胰岛素抵抗及PCOS女性,肠道菌群产生短链脂肪酸增多、脂多糖减少,GLP?1和PYY分泌增加,上调胰岛素的分泌,也能刺激调节性T细胞产生发挥抗炎作用,从而改善胰岛素的敏感性、LH及性激素水平[14,15]。

这里需要特别提醒,肠道菌群是否通过肠-脑轴参与PCOS的发病机制,其中还有很多不清晰的点。

所以,希望大家可以「理性看待」,改善肠道菌群平衡。

关于肠-脑轴在PCOS发病机制中的证据,需要进一步明确PCOS与肠道菌群、中枢神经系统、脑肠肽和内分泌代谢之间的关系,为我们预防及治疗提供新的有效方案。

参考文献:

[1]SAYDAMBO,YILDIZBO.Gut-brainaxisandmetabolisminpolycysticovarysyndrome[J].CurrPharmDes,,22(36):.

[2]ZHANGJ,SUNZ,JIANGS,etal.ProbioticbifidobacteriumlactisV9regulatesthesecretionofsexhormonesinpolycysticovarysyndromepatientsthroughthegut-brainaxis[J].mSys-tems,,4(2):e-e.

[3]DECLERCQNC,FRISSENMN,GROENAK,etal.Gutmi-crobiotaandthegut-brainaxis:Newinsightsinthepathophysiol-ogyofmetabolicsyndrome[J].PsychosomMed,,79(8):-.

[4]BAKERJM,AL-NAKKASHL,HERBST-KRALOVETZMM.Estrogen–gutmicrobiomeaxis:Physiologicalandclinicalimpli-cations[J].Maturitas,,(1):45-53.

[5]MARTINCR,OSADCHIYV,KALANIA,etal.Thebrain-gut-microbiomeaxis[J].CellMoleGastroenterolHepatol,,6(2):-.

[6]GUADAGNINID,ROCHAGZ,SANTOSA,etal.MicrobiotadeterminesinsulinsensitivityinTLR2-KOmice[J].LifeSci,,(54):.

[7]VELLOSOLA,FOLLIF,SAADMJ.TLR4atthecrossroadsofnutrients,gutmicrobiota,andmetabolicinflammation[J].En-docrRev,,36(3):-.

[8]YURTDA?G,AKDEVELIO?LUY.Anewapproachtopoly-cysticovarysyndrome:Thegutmicrobiota[J].JAmCollNutr,,12(6):1-12.

[9]MOLUDIJ,MALEKIV,JAFARI-VAYGHYANH,etal.Meta-bolicendotoxemiaandcardiovasculardisease:Asystematicre-viewaboutpotentialrolesofprebioticsandprobiotics[J].ClinExpPharmacolPhysiol,,12(1),,-.

[10]JOBIRAB,FRANKDN,PYLEL,etal.ObeseadolescentswithPCOShavealteredbiodiversityandrelativeabundanceingastrointestinalmicrobiota[J].JClinEndocrinolMetab,,15(6):dgz.

[11]CANFORAEE,JOCKENJW,BLAAKEE.Short-chainfattyacidsincontrolofbodyweightandinsulinsensitivity[J].NatRevEndocrinol,,11(10):-.

[12]ZHAOY,CHENF,WUW,etal.GPR43mediatesmicrobiotametaboliteSCFAregulationofantimicrobialpeptideexpressioninintestinalepithelialcellsviaactivationofmTORandSTAT3[J].MucosalImmunol,,11(3):-.

[13]PSICHASA,SLEETHML,MURPHYKG,etal.TheshortchainfattyacidpropionatestimulatesGLP-1andPYYsecretionviafreefattyacidreceptor2inrodents[J].IntJObes(Lond),,39(3):-.

[14]ZHANGJ,SUNZ,JIANGS,etal.ProbioticbifidobacteriumlactisV9regulatesthesecretionofsexhormonesinpolycysticovarysyndromepatientsthroughthegut-brainaxis[J].mSys-tems,,4(2):e-e.

[15]KIMYA,KEOGHJB,CLIFTONPM.Probiotics,prebiotics,synbioticsandinsulinsensitivity[J].NutriResRev,,31(1):35-51.



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