肠道细菌群的基本生理功能、营养流

食物吸收的必要条件是其复杂结构在消化过程中分解成简单的化合物。释放的单体（氨基酸、单糖、脂肪酸等）不具有物种特异性，且在所有生物体中基本相同。在某些情况下，可能会形成低聚物（二聚体、三聚体，偶尔还有四聚体），这些低聚物也可以被吸收。在高等生物中，已以二肽为例证明了低聚物的运输。在这种情况下，食物的吸收分为三个阶段：细胞外（腔）消化 - 膜消化 - 吸收；在一些生物体中，则分为四个阶段，其中细胞内消化也参与其中。

激素和其他生理活性化合物的流动

近期研究表明，胃肠道内分泌细胞也能合成促甲状腺激素和促肾上腺皮质激素（ACTH），即下丘脑和垂体特有的激素，以及垂体细胞合成胃泌素。因此，下丘脑-垂体系统和胃肠道系统在某些激素效应上存在关联。也有证据表明，胃肠道细胞会分泌一些类固醇激素。

长期以来，人们一直认为胃肠道内分泌细胞分泌激素和其他生理活性因子，主要参与营养物质消化和吸收的自我调节。然而，现在人们认识到，生理活性物质不仅控制着消化器官的功能，还控制着整个身体最重要的内分泌和代谢功能。事实证明，所谓的经典胃肠道激素（促胰液素、胃泌素、胆囊收缩素）以及一些尚未确定的假设激素，除了局部作用外，还在调节其他器官方面发挥着各种功能。生长抑素和阿雷特林也是具有普遍作用的激素的例子。

生理活性因子从胃肠道到体内环境的内源性流动中断会导致严重后果。我们已经证明，在某些情况下，即使切除部分消化器官的内分泌系统，也会导致动物死亡或严重疾病。

生理活性物质的外源性流动主要由食物分解过程中形成的特定物质组成。例如，在胃蛋白酶水解牛奶和小麦蛋白的过程中，会形成一种称为外啡肽的物质，即天然的类吗啡（作用中）化合物。在特定条件下，产生的肽可以一定量渗入血液，并参与调节人体的一般激素水平。还可以假设某些肽，包括在某些食物成分正常消化过程中形成的肽，具有调节功能。酪啡肽是牛奶蛋白（酪蛋白）水解的产物，就属于此类肽。

一些氨基酸作为神经递质及其前体的功能的发现进一步增加了营养在人类生理和心理标准形成中的作用。

因此，营养并非仅仅是简单的进食行为，无法简化为补充营养物质。与此同时，还存在着一系列复杂的激素因子，这些激素因子对于调节食物吸收、代谢以及（据研究发现）神经系统的某些功能至关重要，甚至至关重要。

细菌代谢物通量

在肠道菌群的参与下，形成了三种物质流，从胃肠道直接进入体内环境。其中一种是经微生物群落修饰的营养物质流（例如，氨基酸脱羧过程中产生的胺类），第二种是细菌自身生命活动产物的流，第三种是经微生物群落修饰的压舱物流。在微生物群落的参与下，形成了次级营养物质，包括单糖、挥发性脂肪酸、维生素、必需氨基酸等，这些物质在目前的认知水平下似乎无关紧要，也包括毒性化合物。正是由于毒性化合物的存在，梅奇尼科夫提出了抑制肠道菌群的合理性。然而，如果毒性物质的数量不超过一定限度，它们可能是生理性的，并且是外营养持续且不可避免的伴随物。

一些毒性物质，尤其是在消化系统中受菌群影响而产生的毒性胺类，长期以来一直备受关注。在生理活性较高的胺类中，已描述的有尸胺、组胺、章鱼胺、酪胺、吡咯烷、哌啶、二甲胺等。通过尿液排泄量可以大致了解这些胺类在体内的含量。其中一些胺类会显著影响身体状况。在各种疾病中，尤其是菌群失调，胺类水平会急剧升高，并成为扰乱多种身体功能的原因之一。抗生素可以抑制毒性胺类的产生。

除了内源性组胺外，还有外源性组胺，它主要在肠道中由细菌活动产生。因此，抗生素的使用会导致体内激素水平发生一系列变化。体内许多病理变化可能并非由胃细胞分泌组胺的功能亢进引起，而是由于肠道菌群过度分泌组胺。因此，当肠道菌群过度分泌组胺时，就会出现胃溃疡、下丘脑-垂体功能紊乱、过敏等症状。

当人和动物的菌群受到抗生素抑制时，对维生素的需求急剧增加，这证明了次级营养素的生理重要性。

肠道内压舱物质的转化主要在厌氧微生物群的影响下发生。

除了以上列出的物质流外，还有来自受各种工业和农业技术污染的食品或受污染环境的物质流。此类物质流也包括外来生物。

现已确定膳食纤维在正常化胃肠道（尤其是小肠和大肠）活动方面发挥着重要作用，可增加肌肉层的质量，影响其运动活动、小肠对营养物质的吸收率、消化系统腔内压力、体内电解质代谢、粪便的质量和电解质组成等。重要的是，膳食纤维具有结合水和胆汁酸以及吸附有毒化合物的能力。结合水的能力对内容物沿胃肠道的运输速度有显著的影响。文献中有资料显示，麸皮中的膳食纤维结合的水量是其自身重量的5倍，而胡萝卜和芜菁等蔬菜中的纤维结合的水量是其自身重量的30倍。最后，膳食纤维影响肠道细菌的栖息地，是细菌的营养来源之一。具体来说，微生物利用纤维素、半纤维素和果胶，将它们部分代谢为乙酸、丙酸和丁酸。

膳食纤维不仅对消化系统正常运作至关重要，对整个身体的正常运作也至关重要。动脉粥样硬化、高血压、缺血性心脏病、胃肠道病变、糖尿病等一系列疾病，在很多情况下不仅是蛋白质和碳水化合物摄入过量的结果，也是平衡物质利用不足的结果。有证据表明，饮食中缺乏膳食纤维会诱发结肠癌。缺乏膳食纤维不仅会扰乱胆汁酸的代谢，还会扰乱胆固醇和类固醇激素的代谢。（令人惊讶的是，阿维森纳和他的前辈们早已充分意识到精制食品的危害。）

通过在饮食中添加膳食纤维，可以预防和治疗多种胃肠道和代谢疾病。因此，这些纤维可以提高葡萄糖耐量并改变其吸收，从而用于预防和治疗糖尿病、高血糖症和肥胖症。增加膳食纤维的摄入量可以降低血液中的胆固醇水平，这是由于纤维参与了胆汁酸的循环。植物膳食纤维的抗毒性作用也已得到证实。同时，摄入大量膳食纤维会降低某些微量元素（尤其是锌）的吸收率。

长期摄入膳食纤维可减轻肠易激综合征和结肠憩室病的严重程度。膳食纤维有助于有效治疗便秘、痔疮、克罗恩病和其他胃肠道疾病，还可作为预防胃溃疡和十二指肠溃疡复发的措施。尤其是在慢性胰腺炎中，富含膳食纤维的饮食在大多数情况下都能产生积极的治疗效果。

因此，食物配给的组成不仅需要包括蛋白质、脂肪、碳水化合物、微量元素、维生素等，还必须包括膳食纤维这一食物的宝贵成分。

因此，基于经典理论，人们试图通过去除膳食纤维来创造改良和强化食品，这导致了许多疾病的出现，即所谓的文明病。目前，人们正在积极探索相反的方向——寻找能够满足进化过程中身体需求的充足食物配给。在人类中，这种进化上充足的食物包含了大量长期以来一直被误认为是“压舱物”的物质。

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