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新研究揭示:腸道細菌如何團隊協作降低膽固醇

文/Amy Denney 張玉編譯

最新研究揭示了腸道細菌分解膽固醇的機制,腸道細菌在清除膽固醇方面存在協同效應。(Shutterstock)
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在一項最新的研究中,科學家們發現了腸道中顫桿菌屬(Oscillibacter)的一個特定菌群能夠消耗膽固醇,在控制我們體內的膽固醇水平方面發揮著關鍵作用。

這項研究成果於4月2日在《細胞》期刊上發表,研究人員通過分析超過1,400個樣本發現,那些腸道中含有較多顫桿菌屬菌的人,血液中的膽固醇水平也相對較低。這些樣本來自於弗雷明漢(Framingham)心臟研究項目,弗雷明漢心臟研究項目長期致力於降低心血管疾病風險的研究。

科學家們通常通過檢查糞便樣本來了解腸道微生物菌群的組成,腸道微生物菌群不僅包括細菌,還有病毒和真菌等其他微生物。

這項研究的目標是找出腸道如何在降低心臟病風險上發揮作用,心臟病是美國的頭號死因。根據美國疾病控制與預防中心的數據,2021年大約有69萬5,000人死於心血管疾病,相當於每五例死亡案例中就有一例是由心血管疾病造成的。

解開腸道微觀世界的神祕面紗

這項研究的科學家們通過多年收集的糞便樣本,分析了超過1萬6,000種微生物及其代謝特性之間的關係。他們發現,腸道內顫桿菌屬(Oscillibacter)的水平與身體膽固醇水平之間有著顯著的相關性,這些微生物似乎在保護我們免受膽固醇的威脅中扮演著重要角色。

膽固醇與其它物質結合形成的斑塊,即動脈粥樣硬化,可能導致動脈堵塞,阻礙血液流動,進而引發一系列心血管疾病如心臟病、中風、心臟病發作和血栓。

進一步的實驗顯示,這些細菌能夠將膽固醇轉化為其它物質,然後由其他細菌進一步分解並排出體外。麻省理工學院與哈佛大學博德(Broad)研究所的研究人員藉助機器學習技術,確定了顫桿菌屬在這一生化轉換過程中的關鍵作用。

此外,研究人員還發現,一種名為產糞真桿菌(Eubacterium coprostanoligenes)的細菌,已知能夠幫助降低膽固醇,可能會與顫桿菌屬在代謝膽固醇時協同作用。博德研究所感染病與微生物組項目聯席主任、麻省總醫院胃腸病學部主任和哈佛醫學院教授拉姆尼克·澤維爾(Ramnik Xavier)博士表示:「我們的研究結合了來自人體受試者的研究結果與實驗驗證,以確保我們獲得可行的機制見解,作為改善心血管健康的起點。」

腸道微生物與膽固醇的百年之謎逐漸揭曉

哈佛醫學院的研究人員在一篇文章中指出,儘管科學界早已知曉腸道細菌能將膽固醇轉化為糞前列醇(coprostanol),但具體的轉化機制和參與的細菌物種一直是個謎。

該團隊在2020年發表於《細胞宿主與微生物》的早期研究中,通過分析3,097個糞便樣本,發現含有特定基因IsmA的微生物組,其糞便中的膽固醇含量較低,相應的血液膽固醇水平也較低。這項發現證實了IsmA基因能夠產生一種代謝膽固醇的酶,從而解釋了為何某些人的血液膽固醇水平不受飲食中膽固醇含量的影響。

布萊根(Brigham)和婦女醫院的心臟科醫生、哈佛醫學院執行教育副院長斯坦利·肖(Stanley Shaw)博士表示:「這些發現進一步證實了通過調節微生物菌群成來治療疾病的可能性。」他強調,開發基於微生物菌群的心臟病治療方法需要長期的研究和開發。

應用微生物菌群的治療潛力

未來的治療方法可能會涵蓋特定的酶療法、益生菌補充、飲食調整等多種方法。益生菌不僅存在於酸奶和發酵蔬菜等天然食品中,也可以通過補充劑形式攝入。

包括特定的酶療法、益生菌、飲食或其他方式。益生菌可以在酸奶和發酵蔬菜等食物中找到,或是作為補充劑攝取。

最近的研究成果再次凸顯了微生物菌群在降低膽固醇水平方面的潛在作用。

研究共同第一作者、博士後研究員Chenhao Li表示:「我們的發現揭示了固醇代謝途徑可能受到腸道微生物的重要調節。隨著研究的深入,我們期待更多的突破,這將幫助我們深化對微生物與宿主間互動機制的理解。」

醫療干預是否越多越好?

在探討醫療干預的必要性時,克雷格·巴克斯博士提出了一個觀點,即過度依賴藥物治療可能不是最佳選擇。在《大紀元時報》的一次採訪中,他指出,單純專注於細菌並不足以解決所有健康問題,這種做法可能會忽視了更深層次的問題。

巴克斯博士強調「降低心臟病風險並非僅僅通過控制膽固醇那麼簡單」,他提醒我們,膽固醇只是眾多風險因素中的一個,心臟病風險因素還包括吸煙、肥胖、不良飲食、糖尿病和高血壓等。

他認為人們需要「通過全食物來餵養維護和支持微生物組的健康,而不是僅僅討論它。」作為一位內科專家和慢性病治療中心的創辦人,巴克斯博士鼓勵病患改善飲食習慣,尤其是減少糖分攝入,因為這不僅會影響膽固醇水平,還會對心血管代謝造成負面影響。

他的目標是幫助病患理解膽固醇升高的原因,並減少對藥物的依賴。梅奧診所也指出,高膽固醇可能與缺乏運動、不健康飲食和某些藥物的使用有關。雖然遺傳因素也起作用,但其影響常被過分強調。

克里夫蘭診所的介入性心臟病醫生Leslie Cho博士在一篇文章中提到:「如果你的膽固醇偏高,很可能是因為你採取了習慣性的不良生活方式,比如飲食不當、缺乏運動,還有身體老化也是一個因素。」

回到微生物菌群的討論

當我們回顧腸道微生物群的話題時,我們發現生活方式的改變對於維持腸道微生物的平衡至關重要。不良的生活方式可能會減少有益菌群,尤其是顫桿菌屬細菌,這與肥胖的關聯性已經得到科學證實。

顫桿菌屬細菌能夠產生丁酸這種短鏈脂肪酸,它在人體內扮演著改善氧化狀態的角色。如果這一平衡被打破,可能會引起炎症反應,進而促成動脈斑塊的形成。

我們的腸道是數萬億細菌的家園,其中許多細菌種類尚未被識別出來。這些微生物之間的相互作用構成了一個複雜的醫學難題,科學家們正致力於解開這一謎團。2023年發表在《食品》雜誌上的研究指出,功能性食品與腸道微生物群降低膽固醇之間的關係值得深入探究。

該研究強調,「腸道微生物群的失衡可能是膽固醇相關疾病發生過程中的一個風險因素,這是一個微妙且潛在的病理生理機制。」研究者們特別關注「天然功能性食品成分與腸道微生物群降低膽固醇之間的相互作用,這也是研究的重點。這一研究重點將可能對開發新型藥物治療策略有深遠的影響。」

這些發現為我們提供了新的視角,以理解和治療與膽固醇相關的疾病。

英文報導請見英文《大紀元時報》:New Study Shows How Gut Bacteria Break Down Cholesterol

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責任編輯:李凡

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