輻射威脅:揭示輻射對人體健康和腸道菌群的影響及防護
輻射對人體的影響是一個長期以來備受關注的問題。長時間暴露在輻射環(huán)境下可能會導致細胞損傷、突變和癌癥等健康問題。
輻射包括電離輻射(X光機、CT、伽馬刀、鈷60治療機、碘-131)和非電離輻射(手機輻射、微波爐、電熱毯、高壓電塔、基地轉播臺等)。
電離輻射在核能發(fā)電、核醫(yī)學診療、食品輻照滅菌、高分子材料改性以及環(huán)境治理等多個方面具有重要的應用。隨著電離輻射在研究和技術中的廣泛應用增加,其導致的代謝性疾病、急性造血綜合征、胃腸綜合征和免疫系統(tǒng)疾病也越來越多。
當核輻射暴露超過安全限度時,可能導致癌癥、遺傳損傷等健康問題。
其他電離輻射的主要來源包括醫(yī)療診斷、放射治療等,長期暴露于電離輻射可能導致DNA損傷、細胞突變、組織損傷、患癌癥、遺傳疾病等健康問題的風險增加。
來自醫(yī)療暴露、放射性藥物應用、切爾諾貝利災難、環(huán)境輻射污染的研究證據表明,腸道菌群與電離輻射引起的損害之間存在著密切的關聯(lián)。
電離輻射不僅僅對腸道產生直接影響,還對腸道菌群的組成和功能產生影響,如腸道菌群多樣性下降、有益菌減少、有害菌如變形菌、梭菌屬等富集。
臨床上較常見的,放射性腸炎就是電離輻射對健康的不良影響之一,普雷沃氏菌屬、巨單胞菌屬等在放射性腸炎中顯著富集,或成為放射性腸炎的特征菌屬。某些重要菌屬的缺失可能與較差的預后相關。
特別值得注意的是,《SCIENCE》研究發(fā)現(xiàn),一些腸道菌群有輻射防護的潛力,如Lachnospiraceae和Enterococcaceae,這為臨床上放射治療或其他防輻射領域帶來新的希望。
鑒于近期日本核污水的排放,及人們對輻射毒性威脅的關注不斷增加,迫切需要了解關于核污水排放的一些小知識,基于此本文向大家介紹一些輻射對人體健康的影響,腸道菌群在其中發(fā)揮的防輻射作用,以及基于腸道菌群調節(jié)的輻射防護及其機制。充分了解這些信息,應用于臨床輔助診斷中,可以幫助確定疾病的類型,指導相關治療策略。
本文主要內容
01、核污水及輻射相關的小知識
什么是核污水?
核廢水和核污水有什么區(qū)別?
核污水的主要成分及特點
核污水進入人體的主要途徑
輻射有哪幾種類型?
輻射對人體健康的影響
02、核輻射對人體健康的影響
03、電離輻射對腸道菌群的影響
電離輻射
電離輻射影響小鼠腸道菌群組成
放射性腸炎
“精英菌群”——電離輻射中保命?
電離輻射和腸道菌群有怎樣的機制關聯(lián)
(短鏈脂肪酸、芳香氨基酸、吲哚衍生物、膽汁酸等)
04、非電離輻射
紫外線輻射、紅外線輻射、激光輻射、
微波輻射、極低頻輻射等
05、基于腸道菌群調節(jié)的輻射防護及其機制
益生菌、益生元
糞菌移植
生活中抗輻射的食物
其他
(飲食模式、膳食成分、避免食物、運動、生活方式等)
01、核污水及輻射相關的小知識
什么是核污水?
從2011年3月11日海嘯引發(fā)地震,日本福島第一核電站發(fā)生爆炸。由于爆炸,核電站各種結構破損,輻射過于強大,人不能靠近,也無法清理,所以核電站爆炸至今,一直處理不了。
核燃料一直沒有妥善處理,而其又必須不斷地進行冷卻,事發(fā)之后,福島第一核電站的運營方東京電力公司需要持續(xù)注水為反應堆降溫,所以,冷卻水灌進去后,每天就會產生大概140噸的核污染水,現(xiàn)在裝污水的罐子已經快容不下了...
這些冷卻過核燃料的水就是我們說的核污水。
核廢水和核污水有什么區(qū)別?
核廢水只是核電站的冷卻水,通過換熱系統(tǒng)進行交叉循環(huán),不會與發(fā)過電的鈾燃料進行直接接觸。核廢水里的放射性物質,通常只有氫的同位素氚,而氚的半衰期是只有12.43年。
核污水因為經過融化堆芯,含有大量放射性核素,比如碳-14、碘-129、銫-137、鍶-90、碘-131、鈷-60、鈾-238等。這些放射性核素會通過攝入或吸入進入人體,對人體組織產生輻射,增加患癌癥和其他放射性疾病的風險。
碳-14的半衰期超過5000年,有些核素目前沒有公認有效的凈化技術,在國際上沒有排放先例。
注:也有人認為,假如日方公布的數(shù)據屬實,福島的核污水雖然穿過了堆芯,但是會經過一系列的后續(xù)處理,過濾掉絕大多數(shù)放射性同位素,只有一種放射性同位素氚沒法過濾,把“核污水”中的氚濃度降低至日本國內標準的四十分之一、世界衛(wèi)生組織規(guī)定的飲用水標準七分之一后,才開始正式排放的,才能獲得國際原子能機構的背書?;诖四敲磧烧邊^(qū)別不大【這個結論有待商榷,此處不作詳細探討,本文所指的核污水只討論含有大量放射性核素的核污水】。
核污水的主要成分及特點
放射性成分
核污水中含有放射性物質,包括碳14、碘131、銫137、鍶90、鈷60、氫3(也稱為氚)等。這些放射性成分具有輻射活性,對環(huán)境和人體健康產生潛在的危害。
污染范圍廣泛
核污水的污染范圍不僅局限于水體,還可能對大氣、土壤和生物體產生影響。
核污水排放到海洋中會對環(huán)境產生廣泛的影響。首先,核污水中的放射性物質會對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重的影響。這些放射性物質會被水中生物攝取,并逐漸富集在食物鏈的不同層次中,進而傳遞給更高級的海洋生物,最終對整個生態(tài)系統(tǒng)產生影響。這不僅會破壞海洋生物多樣性,還會導致生物畸形、生殖問題以及其他健康問題的出現(xiàn)。
其次,核污水排放到海洋中會對人類健康構成威脅。人類可通過食用海洋生物攝入核污水中的放射性物質,進而受到輻射的影響。這可能導致健康問題,如癌癥、先天性缺陷等。此外,核污水中的放射性物質還會通過海洋風、波浪和潮汐等因素,擴散到沿海地區(qū),進一步影響附近居民的健康和安全。
持久性
核污水中的放射性物質往往具有持久性,可能在環(huán)境中長時間存在。這意味著核污水的影響也是持久的,對周圍環(huán)境和生物體造成的潛在危害可能長期存在,即使核污水排放停止,其帶來的影響仍會持續(xù)存在。
核污水進入人體的主要途徑
飲用水
如果核污水進入水源并未經適當處理,人們可能通過飲用受污染的水源而攝入放射性物質。
食物鏈
食物鏈始于海洋浮游植物,與陸地植物一樣進行光合作用的微型植物。這些生物體從周圍的海水中吸收放射性污染物。由于浮游植物被食物鏈上較大的浮游動物、小魚和較大的動物吃掉,一些污染物最終以糞便顆?;蚱渌樾碱w粒的形式沉降到海底。這些顆粒積聚在沉積物中,其中包含的一些放射性同位素可能通過微生物和化學過程重新回到上覆水域。
呼吸道
如果核污水中的放射性物質以氣溶膠的形式釋放到空氣中,人們可能通過呼吸受到污染。這種情況通常發(fā)生在核事故或核電站泄漏的情況下。
皮膚接觸
如果人們接觸到受核污水污染的土壤、水體或其他表面,放射性物質可能通過皮膚進入人體。
當談到排放核污水時,不可避免地會涉及到輻射對人體的影響。我們先來了解一下輻射。
輻 射
輻射是指能量以電磁波或粒子的形式傳播,它可以對人體產生不同程度的影響。
輻射有哪幾種類型?
一般情況下,輻射分為電離輻射、非電離輻射。它們有什么區(qū)別呢?
電離輻射
波長短,頻率高、能量強。使物質發(fā)生電離,對健康危害大,有致癌作用。
? 生活中可能接觸到的比如:
X光機、CT、伽馬刀、鈷60治療機、碘-131等。
非電離輻射
波長長,頻率低,能量小。它對生物體和物質的穿透能力較弱,這些輻射不具備足夠的能量來從原子或分子中剝離電子,因此不會引起電離作用。以熱效應為主,沒有明確致癌作用。
? 生活中比較常見的如:
手機輻射、微波爐、電熱毯、高壓電塔、基地轉播臺、近紫外光、可見光、熱燈中使用的紅外輻射等。
非電離輻射和電離輻射之間的分界線位于電磁波譜的紫外線部分
總的來說:
電離輻射有更高的能量和更強的穿透能力
非電離輻射沒有足夠的能量來從原子和分子中除去電子,可以加熱物質,例如,微波爐內的微波輻射快速加熱食物
輻射對人體健康的影響
高劑量
在非常高的劑量下(超過一定閾值),輻射會損害組織和器官的功能,并產生急性影響,如惡心和嘔吐、皮膚發(fā)紅、脫發(fā)、急性輻射綜合癥、局部輻射損傷(也稱為輻射燒傷),甚至死亡。
protein. cell., pwad044, doi.org/10.1093/procel/pwad044
? 頭發(fā)
當暴露于高于 200 雷姆的輻射時,就會出現(xiàn)脫發(fā)。
? 心臟和大腦
強烈暴露于 1000 至 5000 雷姆的輻射下會影響心臟功能。輻射會殺死神經細胞和心臟小血管,可能導致立即死亡。如果輻射暴露超過 5000 雷姆,腦細胞就會受到影響。
? 甲狀腺
當暴露于不同類型的輻射源時,某些身體部位會受到特別影響。暴露于放射性碘時,甲狀腺可能會受到影響。如果暴露于大量放射性碘,整個或部分甲狀腺可能會受到影響。
? 血液系統(tǒng)
如果一個人暴露于 100 雷姆,血液中存在的淋巴細胞數(shù)量將會減少。這可能會導致一些免疫問題。這被稱為輕度放射病。根據長崎和廣島的報告,癥狀可能會在接觸后十多年內出現(xiàn)。
? 生殖道
由于生殖道細胞分裂速度很快,即使暴露量不超過 200 雷姆,這些細胞也容易受到影響。
低劑量長期接觸
低劑量電離輻射致癌相關的流行病學研究主要集中在輻射敏感部位發(fā)生的癌癥,如白血病、甲狀腺癌、乳腺癌、肺癌等。
致癌效應
10項關于長期暴露于低劑量γ射線導致白血病風險研究進行meta分析,結果顯示控制發(fā)表偏倚等影響后,暴露于100 mGy時白血病超額相對危險度(ERR)為0.19(95%CI:0.07~0.32),提示長期暴露于低劑量γ射線(100 mGy)可能與白血病有關。
9項關于低劑量輻射接觸兒童甲狀腺癌隊列進行綜合分析,發(fā)現(xiàn)在低劑量輻射(< 200 mGy)下,甲狀腺輻射劑量和兒童甲狀腺癌的發(fā)生存在線性相關關系。
14 621名馬亞克工人(平均劑量為120 mGy)作為調查對象進行研究,發(fā)現(xiàn)調整外部輻射劑量和吸煙后,钚引起肺癌的ERR/Gy隨年齡的增長而降低,且女性高于男性。
長期暴露于LDIR(乳房平均輻射劑量為1.3 cGy)會增加乳腺癌的風險,平均暴露劑量為1.86 cGy時乳腺癌發(fā)病風險是對照組的3倍(95%CI:1.3~7.0)。
非致癌效應
長期接觸低劑量輻射對放射工作人員眼晶狀體有一定的損傷作用。
長期接觸低劑量輻射的放射工作人員的谷丙轉氨酶、白蛋白等肝功能指標會受到一定影響。
研究顯示,1948—1982年Mayak生產協(xié)會職工腦血管疾病發(fā)病率與職工受到的γ外照射及沉積于肝臟的內照射劑量相關,其ERR/Gy分別為0.46(95%CI:0.37~0.57)和0.25(95%CI:0.16~0.42);受到γ外照射劑量 > 100 mSv及肝臟钚沉積內照射劑量 > 10 mSv的職工與外照射較低的職工相比,腦血管疾病發(fā)病率明顯升高。
02、核輻射對健康的影響
這里我們先了解一下電離輻射中的核輻射對人體健康的影響。
核輻射對人體健康的影響
美國心臟協(xié)會的《高血壓》雜志上發(fā)表的一項針對俄羅斯核電站工人的研究表明,長期暴露在低劑量的電離輻射下會增加患高血壓的風險。
對《英國醫(yī)學雜志》發(fā)表的研究發(fā)現(xiàn),接觸低劑量電離輻射與心臟病風險適度增加有關。
......
我們來看一些案例。
在廣島和長崎爆炸事件后的兩三年內:
白血病是首個與輻射暴露相關的癌癥,從兒童到成年人都有。除了白血病外,乳腺癌、結腸癌和肺癌是報告中人數(shù)最多的其他癌癥類型,但這些疾病在兒童中暴露的人數(shù)更多。
切爾諾貝利事件的長期后果:
研究人員普遍得出結論,由于兒童和青少年時期的輻射暴露而導致患甲狀腺癌的風險增加,這是切爾諾貝利事故對健康的主要影響。
研究還證實,在暴露程度最高的人群中,存在以下情況的長期較高風險:
腦血管疾病,如中風
精神障礙,包括抑郁癥
認知障礙和癡呆癥
那些在 5 歲以下時暴露于高輻射水平的人最有可能遭受健康后果,包括生長發(fā)育不良、牙齒健康狀況不佳、免疫紊亂、患甲狀腺癌的風險等。
據切爾諾貝利兒童國際組織稱,截至 2015 年,1986 年的事件繼續(xù)影響著今天生活在輻射區(qū)的數(shù)百萬人。超過一百萬兒童生活在仍然受到污染的地區(qū)。該組織引用的健康風險和影響包括:
在烏克蘭,每年有 6,000 名患有遺傳性心臟缺陷的兒童出生。
自 1986 年以來,切爾諾貝利輻射區(qū)出生的兒童出生缺陷增加了 200%,先天性出生畸形增加了 250%。
在白俄羅斯,85%的兒童被認為是發(fā)生基因改變的切爾諾貝利受害者。
惡性腫瘤增加了 38%,血液循環(huán)疾病增加了 43%,骨骼、肌肉和結締組織系統(tǒng)疾病增加了 63%。
03、電離輻射對腸道菌群的影響
電離輻射可以引起造血系統(tǒng),腸道系統(tǒng),心腦血管神經系統(tǒng)的多器官損傷,這也意味著癌癥放射治療和意外暴露期間發(fā)生的大量未滿足的醫(yī)療需求。研究人員已經做出大量努力來開發(fā)用于常規(guī)臨床使用的治療性放射防護劑,但輻射損傷仍然是一個長期存在且未解決的問題。
急性放射綜合癥或疾?。ˋRS)發(fā)生在部分或全身暴露于電離輻射后,死亡通常歸因于造血恢復不良和/或胃腸道(GI)上皮細胞死亡。
胃腸道是更新最快的成人組織,因此對輻射高度敏感。
它還擁有由 10 至 100 萬億個微生物組成的多樣化微生物群落,增加了腸道微生物群參與對輻射引起的損傷的反應的可能性。一些研究表明腸道微生物群與輻射引起的損傷之間存在關聯(lián)。
電離輻射
電離輻射可以產生離子化的分子和自由基,對細胞和遺傳物質造成損害,進而導致潛在的健康風險。
電離輻射可以是核輻射(如α、β、γ射線)或非核輻射(如X射線、紫外線)。當電離輻射與物質相互作用時,它可以剝離或激發(fā)原子或分子中的電子,導致化學和生物效應。不同射線穿透力不一樣。
哪些情況可能暴露于電離輻射?
人們可能在不同的情況下暴露于電離輻射,在家里或在公共場所(公共暴露)、在工作場所(職業(yè)暴露)或在醫(yī)療環(huán)境(醫(yī)療暴露)。暴露于輻射可能通過內部或外部途徑發(fā)生。
當放射性核素被吸入、攝入或以其他方式進入血流(例如,通過注射或通過傷口)時,就會發(fā)生電離輻射的內部暴露。當放射性核素自發(fā)地(例如通過排泄物)或由于治療而從體內消除時,內照射就會停止。
當空氣中的放射性物質(例如灰塵、液體或氣溶膠)沉積在皮膚或衣服上時,可能會發(fā)生外部暴露。這種類型的放射性物質通??梢酝ㄟ^清洗從體內去除。電離輻射的暴露也可能是由外部來源的輻射引起的,例如 X 射線的醫(yī)療輻射暴露。當輻射源被屏蔽或人移出輻射場時,外部照射就會停止。
醫(yī)學上輻射的應用占人類由人為源頭產生的輻射總劑量的98%,也占總人口輻射暴露的20%。全球每年進行超過42億次診斷放射學檢查,進行4000萬次核醫(yī)學檢查,進行850萬次放射治療。
電離輻射對身體的損害有哪些?
電離輻射對機體的損傷程度受輻射源、劑量率、暴露時間及機體敏感性等因素影響。
胃腸道系統(tǒng)對電離輻射具有高度的敏感性,輻射影響胃腸道的運動、吸收和分泌功能,常見的胃腸道反應為惡心嘔吐、腹瀉,病理檢測可見小腸絨毛斷裂、隱窩塌陷、黏膜上皮受損等。
長期低劑量輻射的影響較難衡量。電離輻射引起的DNA損傷可導致突變,導致癌癥,尤其是在細胞分裂率高的組織中,如胃腸道、生殖細胞和骨髓。在生殖細胞中,電離輻射會損害遺傳物質并導致代代相傳的突變。
電離輻射可以破壞細胞內穩(wěn)態(tài),通過傳輸能量和引起細胞內水輻解和線粒體電子泄漏來激活促炎信號通路,釋放自由基損傷DNA、蛋白質和脂質,從而導致機體組織損傷。
腸道菌群的特征與電離輻射引起的損傷嚴重程度有關。電離輻射對大腦、食管、心臟和肺部的損傷也與腸道菌群有關。
電離輻射影響小鼠腸道菌群組成
電離輻射對腸道菌群的影響
測量切爾諾貝利核災所產生的人為放射性核素顯示,暴露于環(huán)境放射性核素會顯著影響脊椎動物的腸道菌群。
研究表明,電離輻射會降低小鼠腸道菌群的α和β多樣性。
電離輻射會降低優(yōu)勢菌群的豐度,如:
Tenericutes
Roseburia
Firmicutes
Bacteroides
Barnesiella
增加某些菌群的豐度,如:
Proteobacteria
Clostridium
Helicobacter
Oscilibacter
對于非人類靈長類動物,研究發(fā)現(xiàn),電離輻射會使Actinobacillus、Bacteroides、Prevotella、Veillonella等屬的豐度增加兩倍以上,而Acinetobacter和Aerococcus等屬的豐度減少十倍以上。
電離輻射誘導腸道微生物群失調
doi.org/10.1016/j.envres.2023.115947
電離輻射對人類腸道菌群也有著類似的影響,其中,放射性腸炎就是其中的影響之一。接下來,我們來了解一下放射性腸炎是如何發(fā)生的,腸道菌群在其中發(fā)揮怎樣的作用。
放射性腸炎
放射治療在臨床上被廣泛用于治療多種腫瘤。放射治療可誘導雙鏈 DNA 斷裂,導致腫瘤細胞凋亡。腫瘤細胞增殖迅速,對放射線敏感,修復速度比正常細胞慢,因此對多種類型的腫瘤有良好的治療效果。
放射治療的副作用
但是由于放射射線不僅可以殺死癌細胞,還會對周圍的正常細胞和組織造成損傷。因此放療經常會引起各種副作用,比如疲勞,惡心和腹瀉等。由于放療照射位置的不同,許多副作用也不同。胃腸細胞對電離輻射敏感,這限制了腹部和盆腔惡性腫瘤的放射治療。
放射后的腸道損傷很常見
放射治療造成的腸道損傷會在第一周或第二周導致胃腸道反應,少數(shù)發(fā)生在放射后幾個小時。低劑量輻射引起的腸道損傷通常是可逆的。40%的患者在10~30 Gy的輻射劑量下可出現(xiàn)明顯病變,而當劑量超過30 Gy時,這一數(shù)字將急劇增加至90%。
放射性腸炎的癥狀
急性放射性腸炎的臨床表現(xiàn)為惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉,大便次數(shù)增多,糞便呈粘液、膿血,嚴重者甚至死亡。
慢性放射性腸炎的臨床表現(xiàn)包括慢性腸梗阻、腸穿孔、瘺管和膿腫等。
放射治療對菌群的影響
輻射會導致腸道菌群失衡,包括有益菌的豐度降低和病原菌的豐度增加。當益生菌數(shù)量減少時,條件性致病菌會繁殖并占據生態(tài)位,從而抑制益生菌的生長并促進內毒素的釋放。
在接受電離輻射和放射性藥物治療后,人類腸道菌群的組成發(fā)生改變。
下列菌群豐度減少:
擬桿菌門(Bacteroides)
厚壁菌門(Firmicutes)
腸球菌、乳酸菌和雙歧桿菌等有益菌
α多樣性普遍降低
健康腸道中優(yōu)勢菌群如厚壁菌門和擬桿菌門的豐度降低已被證明會削弱腸道對有害細菌的抵抗力,進而加重放射性腸炎的癥狀,激活促炎信號通路。
下列菌群豐度增加:
變形菌門(Proteobacteria)
梭桿菌屬(Fusobacterium)
大腸埃希菌(Escherichia coli)
葡萄球菌屬(Staphylococcus)
梭菌屬(Clostridium IV)、Roseburia屬和Phascolarctobacterium屬的水平升高與放射性腸病相關。
2019 年發(fā)表的一項關于微生物群與急性/晚期放射性腸病相關性的臨床研究,收集了134名受試者的糞便樣本,基于16S rRNA 測序對放療過程中腸道菌群的總體情況進行了分析。
結果表明,隨著放療進行,患者的腸道菌群多樣性逐漸降低,并且表現(xiàn)出與晚期放射性腸病程度成正相關的特征。
放射性腸病患者的下列菌群相對豐度明顯增加:
羅氏菌屬(Roseburia)
梭菌屬Ⅳ
Faecalibacterium
與微生物群調節(jié)和腸壁維持相關的穩(wěn)態(tài)腸黏膜細胞因子(IL-7,IL-12/IL-23p40,IL-16,IL-15)明顯減少,其中IL-15與羅氏菌屬和丙酸桿菌屬(Propionibacterium)的豐度呈負相關,表明腸道微生物可能與腹部或盆腔照射引發(fā)的急性和晚期放射性腸病有關。
反映放射性腸炎的特征菌屬
另一項研究報道了盆腔放療患者糞便中幾種菌屬的變化與放射性腸炎的發(fā)生密切相關,并可根據幾種特定腸道菌屬對患者放療后可能發(fā)生腸炎的風險進行預測。
在該研究中,放射治療導致糞便中菌群α多樣性降低,β多樣性增加。門水平上,放射性腸炎患者變形菌門相對豐度顯著增加;屬水平上,擬桿菌屬相對豐度明顯降低。
下列3種菌屬在腸炎患者中顯著富集,或可作為反映放射性腸炎的特征性菌屬:
巨單胞菌屬(Megamonas)
Novosphingobium
普雷沃菌屬(Prevotella)
在放射性腸炎引起的腹瀉中檢測到革蘭氏陰性桿菌的過度生長。
放療前、放療后立即和放療后兩周的微生物群比較表明,腹瀉患者的放線菌門增加,梭狀芽胞桿菌減少。放射后腸道蠕動受損是革蘭氏陰性桿菌在胃腸道定植的主要致病因素。在細菌過度生長期間,腸道遷移運動復合體(MMC)的缺失與革蘭氏陰性桿菌大規(guī)模定植的存在相關。因此,異常的腸道蠕動和革蘭氏陰性桿菌的大量定植是嚴重晚期放射性腸病發(fā)生的重要因素。此外,放療后對腹瀉和其他細菌變化的易感性和保護作用也可能與不同的初始微生物群定植有關。
輻射誘導的腸道菌群失調助推放射性腸炎的發(fā)展
在放療后發(fā)展為放射性腸炎的患者其照射前糞便樣品中的糞球菌屬(Copro?coccus)和脫硫弧菌屬(Desulfovibrio)明顯富集,這2種菌屬或可作為特征性菌屬對患者進行放射性腸炎發(fā)生風險的預測。
輻射導致部分菌屬的豐度變化與促炎因子的表達量密切相關,可作為反映放射性腸炎發(fā)生發(fā)展的特征性菌屬。
放射性腸炎患者糞菌液與上皮細胞共培養(yǎng),誘導了上皮細胞的炎癥和屏障功能障礙,使TNF-α和 IL-1β表達增加,進一步說明輻射誘導的腸道菌群失調可能助推放射性腸炎的發(fā)展進程。
輻射損害腸道完整性
輻射效應可以直接或間接影響細胞 DNA。DNA損傷導致細胞周期阻滯和細胞凋亡,同時激活炎癥信號通路和釋放促炎因子。絨毛細胞耗竭導致細胞死亡和腸道感染風險增加。此外,輻射還引發(fā)非靶向效應,導致染色體不穩(wěn)定性。這些過程共同導致腸道屏障的破壞和菌群遷移。
doi.org/10.3389/fphar.2023.1116558
文獻中采用的輻射源、輻射方式和輻射劑量各不相同,輻射后菌群的變化特點也存在不一致的情況,一些顯著變化的菌的功能及在機體損傷中發(fā)揮作用的機制闡述不夠。相信這些復雜問題會在未來研究中逐漸解決。
以上是臨床上放射性腸炎面臨的一些困境以及關于腸道菌群中與放射性腸炎的相關特征菌屬。
與此同時,研究人員也發(fā)現(xiàn)了一些好消息,腸道菌群并不是總是受害者,其中一些特殊的“精英腸道菌群”,似乎可以幫助我們抵抗輻射的傷害。
精英菌群——電離輻射中保命?
放射性腸炎的救星?
2020年,來自美國北卡羅拉納大學教堂山分校的研究人員在《SCIENCE》上發(fā)表的一篇文章,揭示了腸道微生物群及其代謝產物在電離輻射中的保護作用。
該研究一群從高劑量輻射中恢復并過著正常壽命的小鼠。這些“精英幸存者”擁有獨特的腸道微生物群,這些微生物群是在輻射后形成的,可以保護無菌和傳統(tǒng)飼養(yǎng)的小鼠免受輻射引起的損傷和死亡。
在該研究中發(fā)現(xiàn),毛螺菌科Lachnospiraceae和Enterococcaceae可以保護小鼠抵抗輻射引起的造血系統(tǒng)和腸道系統(tǒng)的損傷,從而在致死劑量的輻射后存活下來。
注:毛螺菌科一般參與多種碳水化合物的代謝,尤其水果蔬菜中的果膠(一種復雜的膳食纖維和益生元)的能力很強。
Lachnospiraceae 詳見:腸道核心菌屬——毛螺菌屬(Lachnospira)
這些“有益菌”通過產生大量的短鏈脂肪酸和色氨酸代謝通路的代謝產物來促進造血發(fā)生以及腸道損傷修復,從而幫組機體抵抗輻射引起的損傷和死亡。
丙酸以及兩種色氨酸途徑代謝物 I3A 和 KYNA 在精英幸存者中升高,并提供長期的輻射保護。
DOI: 10.1126/science.aay9097
這項研究還在白血病患者中進行了臨床研究,在輕度腹瀉病人中,Lachnospiraceae,Enterococcaceae以及Lactobacillaceae這三種在小鼠中可能的“有益菌”數(shù)量明顯高于重度腹瀉的病人。Lachnospiraceae的數(shù)量與病人腹瀉時間存在顯著地負相關性。
因此,作者推斷在人體中,這些可能的“有益菌”也可以幫助病人降低放療引起的副作用。這些發(fā)現(xiàn)為開發(fā)針對放射性腸炎的治療策略提供了新的思路。
電離輻射和腸道菌群有怎樣的機制關聯(lián)
DNA雙鏈斷裂與NF-κB通路活性
輻射會破壞細胞的DNA結構,導致DNA鏈斷裂,并觸發(fā)多個蛋白激酶和信號通路的激活。這些激活過程會引發(fā)炎癥反應。然而,腸道菌群和短鏈脂肪酸可以通過調節(jié)p53和NK-κB通路來減輕輻射損傷。
例如,丁酸可以抑制炎癥反應的NF-κB通路。
異鼠李素是一種黃酮類物質,可以促進DNA修復并提高存活率。
腸道菌群代謝產物尿石素A(UroA)也可以抑制炎癥反應并保護DNA免受損傷。
氧化應激和炎癥效應
水是細胞的主要組成部分,也是高能光子輻射的主要目標。輻射會導致水的輻解,產生有害的ROS和RNS。內源性抗氧化途徑可以減輕ROS的過度積累,但Nrf-2缺乏會加重輻射引起的病理變化和炎癥反應。腸道菌群產生的代謝物可以緩解輻射的毒性作用。在接受放療或化療的患者中,缺乏抗炎菌群可能促進炎癥事件的發(fā)生。
脂質損傷和鐵死亡
輻射損傷DNA和其他細胞分子,引發(fā)鐵死亡。輻射誘導腸損傷與鐵死亡、NF-κB途徑有關。激活Nrf-2途徑可減輕鐵死亡。辣椒素可保護免受鐵死亡相關損傷。
輻射引起的旁觀者效應
當細胞受到輻射和其他有害物質的影響時,它們會釋放一種信號,影響到周圍的細胞。周圍的細胞可能會受到DNA損傷,增加患癌的風險。這種現(xiàn)象被稱為輻射誘導的旁觀者效應。
這個效應導致細胞的基因表達改變、DNA修復的激活以及細胞的增殖、凋亡和死亡。這種效應可能是通過氧化應激的影響來實現(xiàn)的。
腸道菌群代謝物功能及對電離輻射的影響
腸道菌群的改變往往伴隨多種代謝產物的變化,大量的代謝物驅動著宿主和菌群之間的交流,從代謝層面更好地理解宿主與腸道菌群的相互作用可為基于腸道菌群的治療干預提供啟發(fā)。
目前,短鏈脂肪酸、芳香氨基酸、膽汁酸等已被發(fā)現(xiàn)作為菌群和宿主對話的信號分子,參與輻射條件下宿主生理功能的調節(jié)過程。
? 短鏈脂肪酸
短鏈脂肪酸通過與 G 蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)結 合 或 抑 制 組 蛋 白 去 乙 酰 酶(HDAC)調節(jié)下游信號通路發(fā)揮抗炎、免疫調節(jié)等作用。
DOI:10.3867/j.issn.1000-3002.2020.07.009
最新研究表明,由腸道菌群代謝產生的戊酸灌胃后提高了輻照小鼠的生存率,保護造血器官損傷和胃腸道功能;高通量測序、同位素相對標記和絕對定量(iTRAQ)結果顯示,戊酸可恢復小鼠腸道菌群的分類比例,重建小腸組織的蛋白表達譜。
? 芳香氨基酸
芳香氨基酸可由宿主本身和腸道菌群代謝產生。其中腸道菌群分解代謝產生的大量芳香氨基酸代謝物,可能作為宿主生理信號分子,在局部和遠處調節(jié)宿主的免疫、代謝和神經元反應。大量文獻報道了色氨酸吲哚類代謝物對腸道功能和遠處器官的調節(jié)作用。
色氨酸在胃腸道中有3條主要的代謝途徑:
① 飲食色氨酸可被腸道微生物群直接轉化為芳香烴受體(AhR)的配體;
② 免疫細胞和上皮細胞中吲哚胺 2,3-雙加氧酶(IDO)的犬尿酸通路;
③ 腸嗜鉻細胞5-羥色胺(5-HT)合成途徑。
詳見:色氨酸代謝與腸內外健康穩(wěn)態(tài)
AhR信號被認為是腸道屏障免疫反應的關鍵組成部分,對腸道內穩(wěn)態(tài)至關重要。腸道菌群色氨酸代謝產生的吲哚類化合物可激活AhR,生成 IL-22,維持黏膜表面宿主微生物的穩(wěn)態(tài)。在腸道中,一些吲哚類衍生物可通過AhR/IL-22軸調節(jié)上皮完整性和黏膜免疫應答。吲哚也可通過芳基烴受體激活上調固有層淋巴細胞的IL-22 分泌,加速腸干細胞(ISC)上皮細胞的增殖,從而保證組織的穩(wěn)態(tài)。
電離輻射干擾小鼠腸道的微生物代謝。由于與色氨酸相關的吲哚化合物起源于腸道菌群,隨后進入肝,因此吲哚化合物濃度的改變可作為輻射損傷的血漿標記。
分析不同輻射劑量的血漿差異性代謝物,證明了電離輻射對腸道微生物色氨酸代謝的抑制作用,表明或可根據輻照后特定時間內給定血液樣本中吲哚類化合物濃度來推斷可能的全身輻射劑量,這對于核事件后快速評估個人輻射劑量具有重要意義。
輻射對腸道菌群代謝產物的毒性調節(jié)
doi.org/10.1016/j.envres.2023.115947
? 吲哚衍生物
腸道菌群中色氨酸代謝產生的吲哚或吲哚衍生物可以限制輻射誘導的腸道炎癥。
吲哚-3-羧醛(ICA)治療可以通過1型干擾素(IFN)限制腸道上皮損傷,并且依賴刺激相關的1型IFN響應促進Lgr5+干細胞再生,減少腸上皮細胞間細菌轉位和炎癥因子的產生。
ICA治療21天后,輻射小鼠的結腸中顯示出減少的隱窩喪失和炎性細胞因子(TNF-α、IFN-γ和IL-6)以及趨化因子(CXCL1、CCL2和CCL3)的表達,從而降低了輻射引起的腸道炎癥。
吲哚-3-丙酸(IPA)是Clostridium sporogenes的一個功能代謝產物,在全腹部照射(TAI)輻射小鼠中增加了腸道屏障功能和上皮完整性,提高了Glut1(Slc2a1)、Pgk1和MDR1的表達,同時降低了IL-6和TNF-α的表達。此外,IPA改變了輻射腸道菌群的結構。研究還發(fā)現(xiàn),PXR/酰基輔酶A結合蛋白(ACBP)信號通路支持IPA對抗輻射的作用。
? 膽汁酸
輻射影響腸道內膽汁酸水平。大鼠盆腔照射可誘發(fā)膽汁酸吸收不良引發(fā)腹瀉,主要原因是放射治療影響大鼠膽汁酸穩(wěn)態(tài)和頂膜鈉依賴性膽汁酸轉運體(Asbt),回腸 Asbt表達下調或Asbt功能降低導致膽汁酸吸收不良,腸道膽汁酸積累導致腹瀉。
在潰瘍性結腸炎患者體內,腸道菌群失調引發(fā)腸道次級膽汁酸水平降低,加重腸道炎癥,而放射性腸炎及腸道菌群失調是腹盆腔腫瘤放射治療的常見不良反應,通過調節(jié)菌群帶來膽汁酸水平的變化或直接阻斷膽汁酸受體可能對減輕輻射損傷有作用。
04、非電離輻射相關
我們每天都會受到低水平的非電離輻射。
紫外線輻射
紫外線(UV)輻射是太陽輻射的自然組成部分,同時也會由黑光、日光浴床和電弧照明釋放。正常的日常紫外線輻射水平對人體有益,并能產生維生素D。
過多的紫外線輻射可能導致皮膚灼傷、皮膚過早老化、眼睛損傷和皮膚癌。大多數(shù)皮膚癌都是由紫外線輻射引起的。
UVR 可通過光化學和熱反應造成生物損傷。它具有高光子能譜,并且特別有害,因為通常不會立即出現(xiàn)過度暴露的跡象。 UV-A 和 UV-B 可能對皮膚和眼睛產生有害影響。90% 的早期皮膚老化癥狀是由紫外線接觸造成的。
同樣,眼睛的輻射暴露可能是由任何簡單的原因引起的,例如水面反射陽光,甚至是相機的閃光燈。過度暴露于紫外線可能會導致嚴重的風險,包括白內障和黃斑變性。
紅外線輻射
紅外線位于微波和可見光之間。它有一定的波長范圍,最接近可見光的波長是近紅外線,而“遠紅外線”則更接近微波區(qū)域。近紅外波較短、不熱且無法檢測到,這使得它們對皮膚和眼睛等敏感組織特別有害。
皮膚對紅外線照射的反應是以疼痛的形式發(fā)出警告信號。
生產環(huán)境中,加熱金屬、熔融玻璃及強發(fā)光體等可以成為紅外線輻射源。煉鋼工、軋鋼工、鑄造工、鍛鋼工、燒瓷工、焊接工等可受到紅外線輻射。
激光輻射
激光不是天然存在的,是用人工激活某些活性物質,在特定條件下受激發(fā)光,在農業(yè)中可用于育種、殺蟲,也可以用于焊接、打孔、切割等。
長期接觸過量會導致白內障并損害視網膜。激光損傷的一個例子是導致中央凹盲點的視網膜損傷。
當存在大量光輻射時,皮膚可能會發(fā)生燒傷。
微波輻射
微波輻射(MW)屬于波長在1毫米和1米之間(或等效頻率范圍從300千兆赫到300兆赫)的電磁頻譜。它們被用于各種領域,從通信到廣播,再到廚房食物的加熱或除霜。頻率范圍從80到800用于電視和調頻無線電廣播天線。
微波通常由移動電話及其基站和微波鏈路產生。此外,它還來自無繩電話、藍牙設備、無線局域網和許多其他應用。
中樞神經系統(tǒng)是一個脆弱的區(qū)域,當身體暴露在微波輻射下時,它會發(fā)生顯著的變化。它會導致睡眠障礙和記憶障礙,一些研究表明,長時間接觸移動電話設備(會發(fā)射微波)會增加患腦腫瘤風險。
通過無線電發(fā)射器和手機接觸微波意味著它可以通過皮膚被人體吸收,從而損害組織。
微波可以通過足夠高強度的加熱來損傷組織。微波的傳播深度取決于微波的頻率以及受影響的組織的類型。這些影響不會立即顯現(xiàn),因為較低的頻率會深入組織,并且身體較深處區(qū)域的神經末梢較少。
睪丸特別容易受到溫度升高的影響,從而更容易受到微波輻射的影響。將懷孕大鼠暴露于 9.417 GHz 微波會導致其后代(雄性和雌性)表現(xiàn)出與焦慮相關的行為增加,更令人驚訝的是,雄性表現(xiàn)出記憶和學習受損。
極低頻輻射
流行病學研究表明,暴露于極低頻率的電磁場會損害人類健康。這會導致在暴露于此類磁場的環(huán)境中生活或工作的人們患上某些形式的癌癥、抑郁癥和流產。多項研究報告稱,身體多個組織暴露于極低頻輻射會導致氧化應激。
身體免受極低頻輻射暴露的保護措施包括服用維生素 E、MEL、FA等抗氧化劑,以避免暴露于極低頻輻射可能產生的不利影響。
05、基于腸道菌群調節(jié)的輻射防護及其機制
益生菌、益生元
乳桿菌屬
主要通過胃腸道與遠離器官之間的免疫信號交流來調節(jié)免疫反應。
嗜酸乳桿菌Lactobacillus acidophilus(L. acidophilus)對受到有限輻射(≤15 Gy)損傷的小腸黏膜有縮短恢復時間的作用,但對超過20 Gy的輻射無效。Lactobacillus acidophilus通過改善腸道干細胞功能和細胞分化來增強腸道上皮功能,從而減輕輻射引起的腸道損傷。
植物乳桿菌Lactobacillus plantarum(L. plantarum)可以通過激活腸上皮細胞中的FXR-FGF15信號來緩解輻射引起的腸道損傷,從而防止小鼠死于輻射。
羅伊氏乳桿菌Lactobacillus reuteri 作為第二代益生菌,通過產生代謝物和釋放IL-22來穩(wěn)定Lgr+5腸道隱窩干細胞的數(shù)量和功能,并保護腸道微血管內皮細胞免受死亡的影響,從而直接抑制腸道病原菌的生長。
鼠李糖乳桿菌LGG提高小腸隱窩存活數(shù)量,減少上皮細胞凋亡。LGG能釋放放射保護性的LTA(TLR2激動劑),通過觸發(fā)涉及巨噬細胞和分泌PGE2的MSCs的多細胞適應性免疫信號級聯(lián)來保護上皮干細胞。
Lactobacillus royale通過釋放IL-22來預防和減輕輻射毒性。
Akkermansia muciniphila
作為被廣泛認可的下一代益生菌,在代謝性疾病和腫瘤免疫治療中發(fā)揮作用。它可以通過上調RORγt+ Treg細胞介導的免疫反應改善結腸炎,并通過減少CD8+細胞毒性T淋巴細胞、TNF-α和PD-1來減輕結腸炎相關結直腸癌。
給輻射小鼠投予Akkermansia muciniphila可以顯著緩解腸道毒性,并在腸道毒性更嚴重的小鼠消化道中穩(wěn)定定居。然而,在某些特定情況下,A. muciniphila及其相關成分可能加劇病原體感染和腸道炎癥,盡管在正常情況下有益于宿主腸道穩(wěn)態(tài)的維持。
普拉梭菌
Faecalibacterium prausnitzii (F. prausnitzii)具有抗炎作用,在治療炎癥性腸?。↖BD)和結腸炎方面發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn),與健康人相比,患有IBD的患者中F. prausnitzii的豐度減少。
在局部照射29 Gy后的3天內,在大鼠體內口服F. prausnitzii A2-165菌株可以減輕隱窩形態(tài)學變化的嚴重程度,保護干/祖細胞和增殖上皮隱窩細胞的數(shù)量,并增加結腸隱窩上皮細胞產生的IL-18的產量。
益生菌組合
VSL#3的益生菌組合是由八種益生菌混合而成的,廣泛安全地用于治療胃腸疾病。一項雙盲安慰劑對照試驗證實,與安慰劑組相比,補充VSL#3的患者較少出現(xiàn)放射性腸炎引起的腹瀉(77/243,31.6% vs. 124/239,51.8%;P < 0.001),且較少出現(xiàn)3級或4級腹瀉(1.4% vs. 55.4%;P < 0.001)。
Dixentil是一種益生元和益生菌的混合物(低聚半乳糖、乳酸桿菌和酸酸乳桿菌),在保護放射性腸炎患者方面顯示出積極效果。
宮頸癌患者盆腔放療前7 d和放療期間每天口服活的嗜酸乳桿菌和雙歧雙歧桿菌降低了輻射引起的腹瀉的發(fā)生率,可減少抗腹瀉藥物的使用,并能改善患者的大便狀態(tài)。
復合益生菌,包括嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、植物乳桿菌、長雙歧桿菌和乳雙歧桿菌,在小鼠模型的急性放射性腸道損傷中發(fā)揮積極作用。嗜酸乳桿菌加長雙歧桿菌可以減少RE引起的2-3級腹瀉,改善糞便稠度,尤其是在外束盆腔放療后的盆腔癌患者中。此外,益生菌組的抗腹瀉藥物使用顯著減少(P?<?0.05)。
魔芋葡甘聚糖是一種天然大分子和可溶性膳食纖維,用于對抗電離輻射誘導的損傷??诜в笃细示厶峭ㄟ^調節(jié)腸道微生物群和增加短鏈脂肪酸來預防電離輻射引起的損傷。魔芋葡甘聚糖作為一種益生元,可以增強腸道微生物群中益生菌數(shù)量和短鏈脂肪酸的產生,維持腸道穩(wěn)態(tài)。魔芋葡甘聚糖還能抑制輻照后人腸上皮細胞的凋亡。
糞菌移植
糞菌移植(FMT)已被應用于難治性艱難梭菌感染的治療,并在輻射損傷動物和放射性腸炎患者中顯示出良好的效果。
研究表明,糞菌移植可以顯著提高輻射小鼠的存活率,減輕體質量下降、脾臟萎縮和胃腸道功能異常等輻射損傷癥狀。糞菌移植還可以維持小鼠腸道菌群的組成,并對小腸中的基因表達譜產生性別特異性的影響。此外,糞菌移植對輻射引起的造血系統(tǒng)損傷也有一定的促進恢復作用。
在臨床研究中,F(xiàn)MT被用于治療常規(guī)治療無效的慢性放射性腸炎患者。研究發(fā)現(xiàn),在接受糞菌移植治療的患者中,有部分患者的腸道不良反應減輕,卡氏評分降低,并且沒有糞菌移植相關的死亡和感染并發(fā)癥。這為糞菌移植作為治療慢性放射性腸炎的可行性提供了證據。
此外,研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)MT可以通過逆轉腸道細菌分類比例和清除氧化應激來減少胸部局部輻射引起的肺損傷。因此,與抗生素相比,F(xiàn)MT更有效地增強胃腸功能和腸道上皮完整性。
由于缺乏長期隨訪證據,F(xiàn)MT的長期療效尚不確定。對FMT前特定供體菌群特征的評估可能使其在治療由輻射相關腸道菌群失衡引起的疾病時更安全、更有效。
生活中抗輻射的食物
★ 番茄紅素
番茄紅素在很多紅色水果中都有,以番茄中的含量最高,番茄紅素是迄今為止所發(fā)現(xiàn)的抗氧化能力最強的類胡蘿卜素,它的抗氧化能力是維生素E的100倍,具有極強的清除自由基的能力,有抗輻射、預防心腦血管疾病、提高免疫力、延緩衰老等功效,有植物黃金之稱。
代表:
番茄、西瓜等紅色水果
★ 維生素E、維生素C
各種豆類、橄欖油、葵花籽油和十字花科蔬菜富含維生素E,而鮮棗、橘子、獼猴桃等水果富含維生素C,維生素E和維生素C都屬于抗氧化維生素,具有抗氧化活性,可以減輕電腦輻射導致的過氧化反應,就像給我們的皮膚穿上了一層“防輻射衣”,從而減輕皮膚損害。
此外,新鮮的蔬果具有抗輻射作用,還在于它們可使血液呈堿性,溶解沉淀于細胞內的霉素,使之隨尿液排泄掉。
代表:
各種豆類、橄欖油、葵花籽油、芥菜、卷心菜、蘿卜等十字花科蔬菜;
鮮棗、橘子、獼猴桃等新鮮水果。
★ 維生素A、β胡蘿卜素
此類食品富含維生素A和β胡蘿卜素,能很好的保護眼睛。天然胡蘿卜素是一種強有力的抗氧化劑,能有效保護人體細胞免受損害,從而避免細胞發(fā)生癌變。長期食用胡蘿卜素,能使人體少受輻射和超量紫外線照射的損害,目前國外還將天然胡蘿卜素用于化妝品中,發(fā)揮其防輻射,保護、滋潤皮膚和抗衰老作用。
代表:
魚肝油、動物肝臟、雞肉、蛋黃、西蘭花、胡蘿卜、菠菜等。
★ 硒
微量元素硒具有抗氧化的作用,它是通過阻斷身體過氧化反應而起到抗輻射、延緩衰老的作用,含硒豐富的食物首選芝麻、麥芽和黃芪。
代表:
芝麻、麥芽和黃芪;
酵母、蛋黃、啤酒、龍蝦、金槍魚等海產品;
大蒜、蘑菇等。
★ 脂多糖、維生素A原
如果不習慣喝綠茶,菊花茶也同樣有效?,F(xiàn)代醫(yī)學研究證實,綠豆、綠茶中含脂多糖、維生素A原,能幫助排泄體內毒物、加速新陳代謝,可有效抵抗各種形式污染。
此外,茶葉中的茶多酚類化合物具有抗輻射作用,可以吸收90%的放射性同位素,并且加速代謝,減輕對人體的傷害。
代表:
綠茶、綠豆。
★ 膠原彈性物質
海帶是放射性物質的克星,可減輕放射性核素、各種射線對機體免疫功能的損害,并抑制免疫細胞的凋亡而具有抗輻射作用。此外,海帶還是人體內“清潔劑”,他是一種堿性食物,有利于保持身體處于弱堿性的環(huán)境。海帶中含有的膠質、動物皮膚、脊髓中的膠原物質都有一種黏附作用,它可以把體內的腐蝕性物質黏附出來排出體外,而且其中動物皮膚所蘊含的彈性物質還具有修復受損肌膚的功能。
代表:
海帶、紫菜;動物皮、骨髓。
合理飲食
選擇可靠的食品來源
購買來自可靠供應商的食品,特別是海產品。選擇經過嚴格檢測和認證的產品,以確保其安全性。
查看食品標簽上的信息,特別是有關產地和檢測的信息。優(yōu)先選擇標明非受污染區(qū)域產地的食品。
飲食方式
保持飲食多樣化,不要過度依賴某一種食品。通過攝入多種食物,可以減少單一食品對輻射的潛在影響。
含有ω-3多不飽和脂肪酸(n-3PUFAs)的飲食可以通過增加有益細菌(如乳酸菌、雙歧桿菌和產丁酸細菌)來逆轉腸道菌群失調。n-3PUFAs通過減少LPS合成和胃中粘液溶解菌的數(shù)量來減少炎癥和氧化應激,預防和減輕輻射引起的損傷。
以下是一些可能含有較高輻射的食物:
海產品:如海藻、貝類和魚類,可能吸收海水中的放射性物質,尤其是碘和銫。
野生蘑菇:野生蘑菇可能吸收土壤中的放射性物質,如鈾和釷。
某些土壤栽培的農作物:某些農作物,特別是種植在放射性土壤中的農作物,可能含有較高的放射性物質。
食品添加劑中的聚山梨酸酯80和富含蛋氨酸的高蛋白飲食可以破壞腸道菌群的生態(tài)平衡,降低微生物多樣性,并增加致炎細菌的豐度,這可能會加劇輻射引起的腸道損傷。
膳食成分
藻青蛋白(phyco?cyanin)可調節(jié)小鼠腸道微生物群組成,增加有益菌,減少有害細菌,進而降低 LPS 水平和抑制TLR4/Myd88/NF-κB通路的激活,下調炎性細胞因子的表達,使小鼠免受高劑量輻射損傷。
DIM是一種天然的小分子化合物,可減輕全腹部輻照引起的小鼠死亡或體質量減輕狀況,提高輻照小鼠 Lgr5 +小腸干細胞的存活率及抗氧化酶 Nrf2 的表達,清除 ROS,緩解小腸內DNA損傷和細胞凋亡;DIM也可恢復輻射引起的腸道菌群失調現(xiàn)象,并表現(xiàn)出了通過調節(jié)菌群減輕輻射損傷的作用。
戊酸補充顯著提高了輻照小鼠的存活率,保護了造血器官,改善了輻照小鼠的胃腸道功能和腸上皮完整性;戊酸對于腸炎的保護作用也不局限于放射性腸炎,還可用于DSS等化學物誘導的其他類型腸炎的保護。
中藥復方涼血固元湯能有效調節(jié) 11 Gy 60Co-γ 全身照射引起的大鼠腸道菌群結構失調,改善大鼠生存質量。
黃芩素通過重新平衡腸道微生物群和抑制細胞凋亡來改善電離輻射引起的損傷。黃芩素改善了小鼠暴露于紅外線后的腸道結構以及增殖和再生的能力,其中腸道微生物組成的重新平衡發(fā)揮了重要作用。黃芩素抑制p53的激活以及p53介導的腸道線粒體凋亡和死亡受體凋亡。黃芩素還改善電離輻射引起的造血系統(tǒng)損傷。
當歸多糖對SD大鼠電離輻射誘發(fā)腸道屏障損傷具有一定的預防作用。當歸多糖各組大鼠骨髓有核細胞計數(shù),白細胞計數(shù),Occludin蛋白高于模型組(P<0.05),Nrf2蛋白低于模型組(P<0.05),HE染色可見腸絨毛損傷輕于模型組(P<0.05),腸道菌群失調輕于模型組。
枸杞果實提取物(LBE)重建了輻射小鼠的腸道菌群,提高了潛在有益屬的相對豐度,如Turicibacter和Akkermansia,并降低了潛在有害屬的相對豐度,如Rikenellaceae。
槲皮素可以通過調節(jié)腸道菌群和降低炎癥細胞因子水平來減少輻射性腸道疾病。
小球藻是一種單細胞綠藻,葉綠素含量非常高,已被證明可以中和體內的毒素,通常在汞中毒時使用。暴露于輻射時服用推薦劑量的小球藻是加速排毒的好方法。
水果中各種植物化學物質的輻射防護作用研究
Raghu SV, et al., Food Funct. 2023
其 他
低強度運動
與跑步相比,步行是一種更舒適、更可行的運動方式,對于接受放療的虛弱患者來說可以接受。步行可減輕小鼠輻射引起的胃腸道損傷,受短期步行治療的小鼠在屬水平上表現(xiàn)出Dubosiella、擬桿菌屬、A. muciniphila和乳桿菌屬的優(yōu)勢,A. muciniphila可能是步行輻射防護的關鍵,增強步行治療的輻射防護作用。
減少直接接觸時長
避免在受污染區(qū)域長時間游泳、潛水、捕魚等活動。如果必須在這些區(qū)域活動,應盡量縮短接觸時間,減少潛水深度。
避免直接沾染雨水
放射性的粉塵和水蒸氣在大氣中隨著氣流傳播,可傳播到很遠的地方,尤其是進入平流層,通過雨水落到地面。因此,在下雨天,盡量避免直接沾染雨水。
關注官方信息
密切關注官方相關機構發(fā)布的關于核污水排放的最新信息和指導方針。這些機構會提供有關食品安全和輻射風險的相關信息。
注意,以上信息是基于引用的研究論文,僅供參考。具體的治療方案和應用建議應由專業(yè)醫(yī)生或研究人員進行評估和制定。同時,日常生活中盡可能避免食用受污染區(qū)域產地的食品。
結 語
關于核污水排放:
核污水排放可能對環(huán)境和人類健康造成潛在風險。然而我們在擔憂的同時,也不必為此陷入過度焦慮。聽從中國海洋監(jiān)測和質檢部門的意見,相信他們會嚴密跟蹤中國沿海水質的變化,一旦放射性物質超標,影響海產品的安全,他們會發(fā)出警告并采取相應的更為專業(yè)的措施。
相信國家監(jiān)測部門的實時通報,關注相關的科學研究和專業(yè)意見,支持環(huán)境保護措施的加強。通過健康的飲食、良好的生活習慣和積極的心態(tài)來保護自己和家人。重要的是保持平衡,不讓擔憂阻礙我們享受生活的美好和追求自己的夢想。
關于輻射:
動物模型和臨床試驗已經用于探索輻射對腸道菌群的影響。輻射引起的菌群失調可以進一步促進宿主的輻射損傷和炎癥。因此,腸道菌群的組成、多樣性和豐度、有害菌富集等可以作為測量輻射暴露的生物劑量的新潛在生物標志物反應,并為后續(xù)輻射環(huán)境下的人體健康提供輔助評估和干預指導。
隨著腸道菌群研究的深入,未來益生菌/益生元、菌群藥物以及糞菌移植等產品及治療方法,不僅能助健康人(或患者)建立良好的腸道微生態(tài),也有可能達到減輕輻射損傷的目的。這些提示了未來以腸道菌群為基礎的精準醫(yī)療的必要性。
主要參考文獻
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網址: 輻射威脅:揭示輻射對人體健康和腸道菌群的影響及防護 http://www.u1s5d6.cn/newsview152721.html
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