人體腸道內約有高達 10-100 兆腸道菌，其組成龐大複雜的功能號稱是人體「第二個基因組」，它們參與腸胃的消化與吸收，更有越來越多研究顯示，微生物生態和人體各式生理功能息息相關。
飲食決定了腸道微生物菌相，也調節人體免疫系統
“You are what you eat.” 美國史丹佛大學團隊近期研究從「微生物」的角度證明了這句話，他們發現飲食條件不但形塑腸道微生物的生態，也間接影響人體免疫系統。這項研究將受試者分為兩組，分別接受以植物為主的高纖食物、發酵性碳水化合物，維持 17 週飲食調控。
結果發現，高纖食物組受試者體內由微生物生成的酵素種類增加，這些酵素是能分解植物細胞壁與纖維素的 CAZyme（carbohydrate active enzyme）。更特別的是，發酵性食物組的受試者體內微生物菌相多樣性增加，而且多項發炎指標下降；意味著如果要訓練人體免疫系統，可以從長期的飲食調控、進而改變體內微生物生態著手。
腸道微生物組成隨年紀改變
有越來越多研究顯示微生物不只是腸胃道的寄居者，微生物實質影響人體健康許多層面，從免疫、代謝、到癌症與許多疾病的發生，都與微生物組成有關。微生物學家 Marcus Boehme、John Cryan 研究團隊，近 10 年來進行一系列以腸道微生物為主題的研究，逐步確認微生物與生物老化之間的關係。
首先，他們從老年人的排泄物下手，分析老人糞便中的腸道微生物組成。2012 年他們發表的研究指出，老年人之間體內的微生物組成差異相當大，而且這些差異和老年人個別的衰老、發炎與併發症等健康狀況直接相關。
透過調節微生物組成緩解腦功能退化
2017 年他們延伸探討微生物組成的研究方向，這次更聚焦在微生物對於老化的腦功能影響。他們比較不同年紀小鼠的腦功能，發現小鼠腸道的微生物組成會隨著小鼠年紀增加而改變，而當微生物生態失衡就會危害到免疫功能，例如造成腦部神經發炎，使老化小鼠表現出焦慮、腦部退化等症狀。
在得知微生物組成與腦功能之間的關聯後，研究團隊下一步想知道透過調節微生物菌相，能不能緩解宿主腦部退化的進展，這次的實驗對象則是「中年危機」的認知退化小鼠。他們餵食這些小鼠能促進益生菌生長的菊糖（inulin），成功緩解中年小鼠的腦功能退化情形。此外，近期最新發表於《Nature Aging》研究，他們更直接將年輕小鼠的腸道微生物移植到老年老鼠體內，發現老年小鼠的認知能力、免疫功能都大幅改善。
從日常飲食到老化，和腸道微生物共存
從一方面來看，人體的腸道微生物組成並不是固定不變的，個體的飲食條件或年齡、老化生理狀態決定了體內的微生物組成。另一方面，微生物生態又會回過頭影響人體的免疫功能，尤其在許多研究都指出，當微生物生態失調會造成腦部的免疫細胞發炎，也就是腦功能衰退的老化現象。
在這個前提之下，透過調節微生物生態來延緩老化趨勢，成了許多科學家關注的新方向，其中透過飲食調控便是一個可行的管道。甚至在小鼠模型中更證實了，直接將健康的腸道微生物組成移植到老年小鼠體內，能延緩老化的進展。儘管小鼠模型在人體是否適用還需要更多實驗驗證，但是不能否認的是，老化不只是個體的生理衰退，也和體內的微生物群息息相關。
延伸閱讀：古今人類腸道菌相大不同！共生演化新發現參考資料：
1. Cell, 2021; https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00754-6?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkin
2. Nature, 2012; https://www.nature.com/articles/nature11319
3. Brain, Behavior, and Immunity, 2017; https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S088915911730034X
4. Molecular Psychiatry, 2019; https://www.nature.com/articles/s41380-019-0425-1
5. Nature Aging, 2021; https://www.nature.com/articles/s43587-021-00093-9
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