科普 | 肠道菌群如此强大？貌似八竿子打不着的骨质疏松竟也与它相关！
骨质疏松是最常见的骨骼疾病，是一种以骨量低、骨组织微结构损坏，骨脆性增加、易发生骨折为特点的全身性骨病。近年来，肠道菌群与人体健康关系的研究简直要逆天了，继前几期我们讨论的肠道菌群在食物过敏、抗流感等方面的重要作用，越来越多的研究表明，貌似八竿子打不着的骨质疏松竟也与肠道菌群密切相关！
骨质疏松患者体内肠道菌群变化 研究表明，生长发育不良儿童的肠道菌群与健康儿童的差异很大，当将此类患儿的肠道菌群转移到无菌小鼠肠道内时，会导致无菌小鼠生长不良，补充益生菌后改善了这批无菌小鼠的生长异常状况[1]。王飙等[2]分别收集了7例原发性骨质疏松症患者与7例健康对照组的粪便样本，提取肠道菌群DNA，进行16S rRNA基因测序，发现骨质疏松症组和健康对照组的肠道菌群种类及数量相比具有显著差异，如芽单胞菌门、绿弯菌门等肠道菌群在骨质疏松症患者组中所占比例明显高于健康对照组，且绿弯菌门和酸杆菌门为骨质疏松组特有。 肠道菌群失调促进骨质疏松发生及发展 肠道菌群包含多种菌属，既包括有益菌群，又包括有害菌群，不同菌属数量及菌属间比例形成差异的菌群结构，肠道菌群通过不同途径对骨骼产生影响。 ◆肠道菌群影响钙吸收 体内激素水平、钙离子通道和载体以及肠道内的酸碱度等都会影响钙的吸收。双歧杆菌、乳杆菌及丁酸梭菌等益生菌数量的增加可促进短链脂肪酸分泌，降低肠道pH值，改变钙的形态及在肠腔内的溶解度，增加机体对钙的吸收。另外，短链脂肪酸氧化供能可为肠道细胞生长提供能量，促进肠道细胞增生，间接增加小肠对钙的吸收[3]。 ◆肠道菌群调节免疫 成骨细胞和破骨细胞之间的动态平衡，维持了骨平衡，骨骼的发育与重建正是依赖于成骨细胞和破骨细胞功能的正常。肠道菌群失调时，可引起免疫反应，促进破骨细胞活化从而加速骨吸收。肠道菌群主要通过参与免疫调节、炎症因子表达来抑制骨吸收发挥促进骨形成的作用影响骨代谢。 ◆肠道菌群参与雌激素代谢 肠道菌群中有益菌群可刺激肠道细胞分泌肠促胰素。肠促胰素包括葡萄糖依赖促胰肽和胰高血糖素样肽1。葡萄糖依赖促胰肽可与成骨细胞表面受体结合，增加Ⅰ型胶原基因表达，促进胶原基质成熟及矿化，增加碱性磷酸酶活性，促进骨形成；胰高血糖素样肽1则具有促进胰岛β细胞分泌胰岛素的作用，胰岛素能够促进骨形成；胰高血糖素样肽1还可以促进甲状腺C细胞分泌降钙素，从而抑制骨吸收。 骨质疏松的肠道菌群治疗 ◆益生菌对骨质疏松的防治 益生菌具有促进营养成分在肠道内消化、调节肠道微生态、降低血清胆固醇、调节代谢、抗肿瘤等作用。Britton等[4]采用罗伊氏乳杆菌喂养去势雌激素缺乏小鼠模型，对比未进行益生菌干预的去势小鼠，其皮质骨的骨量明显增加，其机制可能与调节模型小鼠的肠道菌群，抑制破骨细胞对骨质的影响，降低炎症因子的表达水平，促进骨钙的吸收， ◆益生元对骨质疏松的防治 益生元可通过刺激利用糖类细菌的活性，从而促进有机酸释放，从而降低肠道的pH值，使肠道处于抗菌环境，抑制病原菌的生长与繁殖。Weaver[5]指出，含低聚半乳糖的益生元产品可增加大鼠肠道双歧杆菌的含量，进而提高大鼠骨量；口服低聚半乳糖3周的青少年女性可明显提高肠道双歧杆菌的比例及钙的吸收[6]；Abrams等[7]还发现，口服菊粉型果聚糖的青少年，骨钙要明显增高，由于处于骨骼快速生长状态，其免疫相关作用还有待进一步探讨。 小结 越来越多的研究证实，肠道菌群可以调节机体的代谢、免疫、炎症状态。同时，可作为骨代谢一个重要调节因子，影响破骨细胞的生成，发挥对骨质的调控作用。但是相关肠道菌群与骨质疏松症治疗的研究还处于起步阶段，还需要大量研究以进一步明确其作用机制。 文献来源
[1] Xiao E , Mattos M , Vieira G , et al. Diabetes Enhances IL-17 Expression and Alters the Oral Microbiome to Increase Its Pathogenicity[J]. Cell Host & Microbe, 2017, 22(1):120-128.
[2] 王飙,赵和平,高文杰,等.骨质疏松症患者肠道菌群多样性分析[J].中国骨质疏松杂志,2017,23(06):715-718.
[3] 张媛,付志飞,覃小燕,等.肠道菌群对骨质疏松发生发展作用及中药干预影响[J].辽宁中医药大学学报,2020,22(11):115-118.
[4] Britton RA, Irwin R, Quach D, et al. Probiotic L. Reuteri treatment prevents bone loss in a menopausal ovariectomized mouse model［J］. J Cell Physiol, 2014, 229(11): 1822-30.
[5] Weaver CM, Martin BR, Nakatsu CH, et al. Galactooligosaccha-rides improve mineral absorption and bone properties in growing rats through gut fermentation［J］. Food Chem, 2011, 59(12): 6501-10.
[6] Whisner CM, Martin BR, Schoterman MH, et al. Galacto-oligosaccharides increase calcium absorption and gut bifidobacteria in young girls: a double-blind cross-over trial［J］. Br J Nutr, 2013,110(7): 1292-303.
[7] Abrams SA, Griffin IJ, Hawthorne KM, et al. A combination of prebiotic short- and long- chain inulin- type fructans enhances calcium absorption and bone mineralization in young adolescents［J］. Am J Clin Nutr, 2005, 82(2): 471-6.