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青春期的腸道菌群可影響孩子的健康成長

來源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2024年12月18日 08:54

青春期，是人生旅途中一段充滿奇幻色彩與巨大變化的旅程，它是成長的必經(jīng)之路，也是塑造未來的關(guān)鍵時(shí)期。在這個(gè)特殊的階段，青少年的身體仿佛被注入了一股強(qiáng)大的力量，開始了迅猛的生長與發(fā)育。身高的突增、體重的變化，讓孩子們仿佛在一夜之間從稚氣未脫的孩童變成了身姿挺拔的少年少女。青春期心理上的變化同樣令人矚目，處理不當(dāng)，會(huì)對(duì)孩子的身心健康產(chǎn)生不良影響。

青春期的腸道菌群也是影響孩子健康成長的一個(gè)關(guān)鍵因素。腸道菌群最初被認(rèn)為是在生命早期發(fā)育成熟，接近成人的水平。生命早期腸道菌群的形成確實(shí)有助于宿主的健康生長，并且對(duì)宿主健康具有終身影響。青春期是童年和成年之間的發(fā)育時(shí)期，也是健康成長和成熟的關(guān)鍵時(shí)期。青少年腸道菌群的組成不同于兒童和成人，腸道菌群在青春期會(huì)繼續(xù)向成人發(fā)育，青春期的腸道菌群對(duì)健康發(fā)育也至關(guān)重要。

人體腸道中生活著數(shù)以萬億計(jì)的微生物，它們與人類宿主和諧共生，互惠互利。從出生到死亡的生命每一個(gè)階段，腸道菌群作為身體的一個(gè)動(dòng)態(tài)組成部分，受到宿主遺傳和外部因素（比如運(yùn)動(dòng)、飲食和藥物）的影響。腸道菌群及其產(chǎn)物在宿主發(fā)育和生理中起著至關(guān)重要的作用。

腸道微生物來源的配體和代謝物會(huì)影響多種宿主細(xì)胞功能。微生物成分，比如脂多糖、核酸和鞭毛蛋白，作為微生物相關(guān)分子模式，通過與模式識(shí)別受體結(jié)合發(fā)出信號(hào)，刺激宿主免疫系統(tǒng)。腸道微生物也會(huì)表達(dá)一些細(xì)菌酶，這些酶可以產(chǎn)生促進(jìn)或抑制微生物生長的反應(yīng)產(chǎn)物，干擾微生物細(xì)胞通訊，并降解由宿主產(chǎn)生或通過飲食攝入的碳水化合物。

腸道菌群代謝物可能是從頭合成的，比如支鏈氨基酸和多胺，可能是利用膳食成分合成的，比如短鏈脂肪酸和色氨酸分解代謝物，也可能是通過修飾宿主膽汁酸產(chǎn)生的。胃腸道中的微生物代謝物可支持消化并促進(jìn)宿主免疫。此外，腸道微生物代謝物也可在腸道以外的遠(yuǎn)端組織中作為效應(yīng)分子發(fā)揮作用，影響神經(jīng)生物學(xué)、肥胖和骨細(xì)胞功能。

宿主和腸道菌群之間的相互作用對(duì)于建立穩(wěn)態(tài)、平衡的關(guān)系至關(guān)重要。腸道菌群失調(diào)是指宿主與微生物群落之間的關(guān)系失衡，通常與微生物多樣性減少和宿主免疫反應(yīng)狀態(tài)失調(diào)有關(guān)。外部因素，比如高脂肪飲食、缺乏運(yùn)動(dòng)和抗生素的使用，都可能導(dǎo)致腸道菌群的紊亂。在健康情況下，腸道菌群對(duì)這些干擾具有抵抗力，可以防止持續(xù)的腸道菌群失調(diào)。腸道菌群的高度微生物多樣性和高水平的功能冗余可以阻止那些促進(jìn)腸道菌群失調(diào)的機(jī)會(huì)性微生物過度生長。然而，如果在發(fā)育的關(guān)鍵窗口期發(fā)生擾動(dòng)，比如嬰兒期和青春期，腸道菌群從生態(tài)失調(diào)中恢復(fù)的能力就會(huì)受損。腸道菌群失調(diào)是人類疾病和病理生物學(xué)的重要因素。

青春期發(fā)育

青春期是發(fā)生在童年和成年之間的一段發(fā)育時(shí)期，大約從11歲到21歲。青春期發(fā)育是一個(gè)認(rèn)知、行為、代謝和身體發(fā)育的動(dòng)態(tài)時(shí)期，對(duì)整個(gè)生命周期的健康和疾病都有影響。從童年到青春期的過渡是由神經(jīng)內(nèi)分泌軸的重新激活和青春期發(fā)生的激素變化所驅(qū)動(dòng)的。通常，女性的青春期和相關(guān)的發(fā)育變化比男性發(fā)生得早。

腎上腺功能初現(xiàn)是下丘腦-垂體-腎上腺軸的重新激活，它刺激腎上腺雄激素（比如脫氫表雄酮）的產(chǎn)生，從而導(dǎo)致第二性征（比如陰毛和體味）的初始表現(xiàn)。性腺功能初現(xiàn)是下丘腦-垂體-性腺軸的重新激活，它刺激性腺（睪丸和卵巢）產(chǎn)生性激素，比如睪酮和雌激素。性激素的升高會(huì)促進(jìn)第二性征的發(fā)育，是生殖成熟所必需的。

青春期的最初外在跡象包括女性乳房發(fā)育和男性生殖器發(fā)育。這些外在第二性征的發(fā)育是由性激素的增加所驅(qū)動(dòng)的，女性的平均發(fā)生年齡為10歲，男性為11.5歲。青春期性激素的升高也會(huì)導(dǎo)致生長激素的顯著增加，而生長激素會(huì)刺激胰島素樣生長因子1（IGF-1）的產(chǎn)生。在青春期，性激素、生長激素和IGF-1水平的增加有助于健康的大腦發(fā)育，促進(jìn)骨骼生長和骨量自然增長，并誘導(dǎo)能量平衡和身體組成的變化。

青春期性成熟是青春期的標(biāo)志。臨床研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，雌激素和睪酮水平與腸道菌群組成和多樣性的差異有關(guān)。此外，腸道菌群可以差異性地代謝和改變性激素，影響宿主生理。因此，性激素和腸道菌群之間存在雙向相互作用，可能對(duì)青少年的健康成長和成熟產(chǎn)生影響。

最近的臨床研究表明，腸道菌群在青春期會(huì)持續(xù)發(fā)育，這與青春期性激素的變化有關(guān)。在發(fā)育的關(guān)鍵窗口期，腸道菌群的持續(xù)和反復(fù)變化會(huì)損害腸道菌群的恢復(fù)能力。因此，青少年腸道菌群的外源性破壞可能導(dǎo)致穩(wěn)定的腸道菌群失調(diào)，對(duì)宿主健康產(chǎn)生持久的有害影響。

腸道菌群與青春期大腦發(fā)育、認(rèn)知和行為

早期的臨床證據(jù)已經(jīng)證明了腸道菌群和大腦之間的關(guān)系，臨床研究揭示了腸易激綜合征患者存在某些精神疾病共病，因此，腸道菌群與神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生之間存在關(guān)聯(lián)。鹽酸萬古霉素誘導(dǎo)的腸道菌群變化與慢性肝性腦病患者預(yù)后的改善有關(guān)，進(jìn)一步證明了腸道菌群在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的作用。

青春期是神經(jīng)可塑性和神經(jīng)解剖學(xué)成熟的動(dòng)態(tài)時(shí)期。在青春期，神經(jīng)元軸突髓鞘形成和突觸修剪的增加導(dǎo)致白質(zhì)相對(duì)于灰質(zhì)的增加。青春期的大腦發(fā)育對(duì)整個(gè)生命周期的認(rèn)知、行為和神經(jīng)病理障礙的風(fēng)險(xiǎn)具有重要影響。

青春期腸道菌群參與調(diào)節(jié)控制內(nèi)分泌應(yīng)激反應(yīng)的神經(jīng)發(fā)育過程。青春期無菌小鼠與擁有正常菌群的小鼠相比，在束縛應(yīng)激下，大腦皮層和海馬中的腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子降低，血漿促腎上腺皮質(zhì)激素和皮質(zhì)酮水平升高。給這些青春期無菌小鼠移植健康的菌群后，它們所表現(xiàn)出的過度的下丘腦-垂體-腎上腺應(yīng)激反應(yīng)會(huì)被減弱。相比之下，給成年的無菌小鼠進(jìn)行糞菌移植則不能糾正其增強(qiáng)的應(yīng)激反應(yīng)。隨后對(duì)雄性BALB/c無菌小鼠的研究表明，青春期腸道菌群可以減少無菌小鼠的焦慮樣行為和自發(fā)活動(dòng)。因此，青春期腸道菌群作為神經(jīng)發(fā)育過程的一個(gè)重要調(diào)節(jié)因素，對(duì)應(yīng)激反應(yīng)和行為很重要。

抗生素對(duì)青春期腸道菌群的破壞會(huì)影響成年后的神經(jīng)調(diào)節(jié)、認(rèn)知和行為?？股夭⒉荒芡耆宄c道細(xì)菌，但是會(huì)大量減少和重構(gòu)腸道菌群。抗生素的使用一方面會(huì)降低海馬中腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子的表達(dá)，這對(duì)神經(jīng)元的可塑性至關(guān)重要；另一方面會(huì)降低下丘腦中的催產(chǎn)素和加壓素，它們是對(duì)社會(huì)認(rèn)知和行為至關(guān)重要的垂體神經(jīng)肽。同樣，抗生素也會(huì)損害認(rèn)知和導(dǎo)致焦慮樣行為失調(diào)。

抗生素引起的青春期腸道菌群的破壞缺乏恢復(fù)力，并且在成年期會(huì)表現(xiàn)出持久的神經(jīng)行為影響。給青春期而非成年期的雄性小鼠使用抗生素，會(huì)導(dǎo)致腸道菌群組成的持續(xù)變化，杏仁核基因表達(dá)嚴(yán)重失調(diào)，并增加焦慮樣行為。

壓力對(duì)青少年神經(jīng)發(fā)育具有不利影響，外源性改善青春期腸道菌群可以幫助減輕壓力對(duì)認(rèn)知和行為的相關(guān)影響。給慢性壓力的青春期雄性Wistar大鼠喂食富含ω-3多不飽和脂肪酸和維生素A的飲食，可以阻止應(yīng)激引起的腸道菌群組成的有害變化、海馬腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子的表達(dá)減少和青春期認(rèn)知記憶的損害，這些影響在成年后一直得到改善。在青春期嚙齒動(dòng)物模型中，補(bǔ)充益生菌可以減輕應(yīng)激對(duì)神經(jīng)信號(hào)、行為和認(rèn)知方面的促炎作用。人類志愿者補(bǔ)充益生菌也可以減輕應(yīng)激引起的唾液皮質(zhì)醇水皮和焦慮的增加。

腸道菌群與青春期代謝和肥胖

肥胖者與身材苗條的人相比，腸道菌群組成發(fā)生了明顯的改變，它們從飲食中獲取能量的能力增加。糞菌移植研究表明，與移植來自苗條受試者的腸道菌群相比，給成年無菌小鼠移植來自肥胖受試者的腸道菌群會(huì)促進(jìn)全身脂肪的增加，因此，腸道菌群可以調(diào)節(jié)代謝，并有助于肥胖的病理生理。青春期激素的變化也會(huì)影響能量平衡，影響身體組成的變化。青春期腸道菌群在代謝健康和疾病中的作用也越來越受到關(guān)注。

數(shù)據(jù)顯示，我國6-17歲的兒童青少年超重肥胖率近20%。比較肥胖與正常體重青少年腸道菌群的臨床研究表明，青春期肥胖會(huì)導(dǎo)致腸道菌群的豐富性、多樣性和組成發(fā)生完全不同的變化。

腸道菌群組成的變化可導(dǎo)致腸道微生物酶促過程和代謝物的改變，從而影響宿主的代謝。肥胖青少年的腸道菌群在氨基酸、膽汁酸和短鏈脂肪酸代謝方面存在功能改變，這些改變與宿主代謝的變化有關(guān)。

飲食會(huì)影響腸道菌群組成和營養(yǎng)物質(zhì)的微生物代謝，從而影響宿主的代謝。西式飲食富含精制碳水化合物、動(dòng)物蛋白和脂肪，而地中海式飲食則富含水果、蔬菜、全谷物、豆類和堅(jiān)果。糞菌移植研究表明，與移植來自典型地中海式飲食的個(gè)體的腸道菌群相比，給成年無菌小鼠移植來自典型西式飲食的個(gè)體的腸道菌群會(huì)導(dǎo)致更多的脂肪沉積。西式飲食引起的肥胖與腸道菌群的改變有關(guān)，而這種改變可以通過飲食調(diào)節(jié)來逆轉(zhuǎn)，因此，飲食可以調(diào)節(jié)腸道菌群對(duì)宿主代謝的影響。

一項(xiàng)研究比較了吃地中海式飲食的埃及青少年和吃西式飲食的美國青少年的腸道菌群，結(jié)果表明，飲食會(huì)影響青少年腸道菌群的組成和功能。西式飲食使那些降解淀粉和蛋白質(zhì)的細(xì)菌更為豐富，而地中海式飲食使參與多糖降解的細(xì)菌更豐富。氨基酸和脂質(zhì)代謝相關(guān)化合物在西式飲食的青少年中升高，而短鏈脂肪酸在地中海式飲食的青少年中更高。

卡路里限制和體育運(yùn)動(dòng)可以使超重青少年的體重減輕，這也與腸道菌群組成的變化有關(guān)。體重減輕大于4.0 kg與體重減輕小于2.0kg的受試者在乳酸桿菌屬和雙歧桿菌屬上存在差異，因此，青春期腸道菌群組成可能有助于減肥干預(yù)的效果。一項(xiàng)隨機(jī)、雙盲、安慰劑對(duì)照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將健康苗條個(gè)體的糞便菌群移植給肥胖青少年，可導(dǎo)致腸道菌群組成的短暫變化，這種變化可持續(xù)12周，腹部脂肪持續(xù)減少可達(dá)26周。

在發(fā)育的關(guān)鍵窗口期長期接觸抗生素會(huì)損害腸道菌群的恢復(fù)能力，并可能對(duì)宿主健康產(chǎn)生持久影響。生命早期接觸抗生素會(huì)導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)，這與宿主代謝的持久變化有關(guān)。同樣，青春期長期接觸抗生素也會(huì)對(duì)腸道菌群和宿主代謝產(chǎn)生持久影響。雄性C57BL/6T小鼠在青春期接受系統(tǒng)性米諾環(huán)素處理，以模擬四環(huán)素類抗生素治療青春期痤瘡的臨床應(yīng)用。米諾環(huán)素導(dǎo)致結(jié)腸菌群α-多樣性的立即和持續(xù)減少，β-多樣性和細(xì)菌屬水平的變化。米諾環(huán)素還會(huì)導(dǎo)致肝糖原含量降低，肝臟中脂肪酸和膽固醇代謝、脂肪從頭合成和糖異生途徑上調(diào)，這種情況在停用抗生素后仍持續(xù)存在。

腸道法尼酯X受體-成纖維細(xì)胞生長因子15軸是腸肝內(nèi)分泌軸，可抑制肝臟CYP7A1介導(dǎo)的膽汁酸生成，支持肝糖原存儲(chǔ)，調(diào)節(jié)肝脂質(zhì)積累。青春期米諾環(huán)素暴露會(huì)導(dǎo)致肝臟中Cyp7a1的立即和持續(xù)上調(diào)，這是由于回腸中成纖維細(xì)胞生長因子15水平的抑制導(dǎo)致的。因此，米諾環(huán)素對(duì)肝糖原和肝脂代謝的作用似乎歸因于腸道法尼酯X受體-成纖維細(xì)胞生長因子15軸的持續(xù)破壞。此外，青春期接受米諾環(huán)素治療的小鼠體內(nèi)脂肪成分增加。因此，青春期長期使用抗生素可能對(duì)腸道菌群、肝臟代謝和肥胖產(chǎn)生持久影響。

腸道菌群與青春期骨骼成熟和骨量自然增長

青春期成長階段是出生后骨骼成熟的關(guān)鍵時(shí)期。在青春期/青春期后的生長陡增期間，骨骼部位有顯著的線性生長和強(qiáng)健的骨量自然增長。整個(gè)生命周期的臨床研究表明，高達(dá)40%至50%的峰值骨量自然增長出現(xiàn)在青春期。青春期開始后，峰值骨量的35%到40%是在大約4年的時(shí)間里自然增長的，另外5%到10%的峰值骨量是在青春期后期積累的。模型研究顯示，峰值骨量增加10%會(huì)使骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病延遲約13年，因此，青春期骨量自然增長是一生中骨質(zhì)疏松和骨折風(fēng)險(xiǎn)的重要決定因素。

腸道菌群可以調(diào)節(jié)出生后健康的骨骼生長和成熟，但這似乎也受到宿主遺傳因素的影響。 C57BL/6和BALB/c小鼠是具有不同遺傳背景的兩種小鼠。腸道菌群對(duì)生長中的C57BL/6小鼠松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)和骨量具有分解代謝作用。這些影響歸因于腸道和肝臟的免疫刺激作用，它會(huì)促進(jìn)參與骨吸收的破骨細(xì)胞和抑制參與骨形成的成骨細(xì)胞。無菌小鼠在青春期/青春期后的生長過程中移植入來自擁有正常菌群的無特定病原體小鼠的糞便菌群，研究表明，腸道菌群會(huì)抑制C57BL/6小鼠青春期骨量的自然增長。

與C57BL/6小鼠相反，腸道菌群對(duì)BALB/c小鼠具有合成代謝作用。與雄性BALB/c無菌小鼠相比，在微生物存在下飼養(yǎng)的雄性BALB/c小鼠通過上調(diào)血清胰島素樣生長因子1，促進(jìn)了骨骼的線性生長。雌性BALB/c和雄性C57BL/6雜交后所生的CB6F1小鼠進(jìn)行的糞菌移植研究表明，腸道菌群可通過增強(qiáng)血清胰島素樣生長因子1促進(jìn)青春期雌性CB6F1小鼠的骨骼線性生長。

腸道菌群中的某些特定物種變化會(huì)影響健康的青春期骨骼成熟。青春期/青春期后生長期間分節(jié)絲狀菌的存在對(duì)松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)具有不利影響。分節(jié)絲狀菌是一種腸道共生細(xì)菌，斷奶后定植于回腸，在誘導(dǎo)Th17型輔助性T細(xì)胞/IL-17A介導(dǎo)的免疫中發(fā)揮作用。分節(jié)絲狀菌誘導(dǎo)的Th17型輔助性T細(xì)胞/IL-17A介導(dǎo)的免疫會(huì)促進(jìn)參與骨吸收的破骨細(xì)胞以及損傷青春期骨骼成熟。總之，分節(jié)絲狀菌對(duì)青春期骨骼發(fā)育具有有害影響，它在青春期腸道菌群中的傳播會(huì)上調(diào)Th17型輔助性T細(xì)胞/IL-17A免疫，并促進(jìn)松質(zhì)骨成熟的分解代謝作用。

腸道共生微生物在小鼠青春期顱面骨骼生長和形態(tài)學(xué)中也發(fā)揮作用。無菌小鼠研究表明，腸道菌群與顱骨長度的增加和顱底長度的相對(duì)減少有關(guān)。小鼠中分節(jié)絲狀菌的存在會(huì)導(dǎo)致額骨長度相對(duì)減少和顱底長度相對(duì)增加?？傊?，腸道共生微生物可作為青春期顱面骨骼生長的調(diào)節(jié)劑。

抗生素對(duì)青春期腸道菌群的干擾可能對(duì)健康的青春期骨骼成熟產(chǎn)生不利影響。在小鼠青春期/青春期后生長期間，抗生素誘導(dǎo)的腸道菌群失調(diào)會(huì)損害骨骼成熟。給青春期雄性C57BL/6T小鼠抗生素可誘導(dǎo)腸系膜淋巴結(jié)和脾臟的促炎免疫反應(yīng)。腸道和全身淋巴組織中抗生素誘導(dǎo)的超免疫反應(yīng)與血清促炎介質(zhì)增加有關(guān)，這會(huì)增強(qiáng)參與骨吸收的破骨細(xì)胞，損害骨量自然增長和骨骼微結(jié)構(gòu)。

米諾環(huán)素是一種治療青春期痤瘡的常見系統(tǒng)性四環(huán)素類抗生素。給青春期雄性C57BL/6T小鼠臨床相關(guān)劑量的米諾環(huán)素可誘導(dǎo)腸道菌群失調(diào)，抑制成骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨形成，并損害青春期骨骼成熟。但是，米諾環(huán)素并沒有改變小鼠的骨骼表型，因此，它們對(duì)青春期/青春期后骨骼成熟的作用依賴于腸道菌群的變化。

米諾環(huán)素可破壞雌性小鼠的腸道法尼酯X受體-成纖維細(xì)胞生長因子15軸，這是一種支持全身膽汁酸穩(wěn)態(tài)的腸-肝內(nèi)分泌軸，它還會(huì)使小鼠血清結(jié)合膽汁酸（法尼酯X受體拮抗劑）上調(diào)，成骨細(xì)胞功能減弱，骨量增加減少，骨骼微結(jié)構(gòu)和抗骨折能力受損。用米諾環(huán)素處理的雌性小鼠的血清膽酸刺激原代成骨細(xì)胞，也可以檢測到成骨表型的抑制，這是通過法尼酯X受體信號(hào)減弱所介導(dǎo)的。因此，膽汁酸是腸道菌群對(duì)骨骼影響的一種新的調(diào)節(jié)劑，青春期抗生素誘導(dǎo)的腸道菌群失調(diào)可能對(duì)骨骼產(chǎn)生持久的有害影響。

總結(jié)

青春期，既是成長的煩惱，也是成長的機(jī)遇。孩子們仿佛是即將破繭的蝴蝶，經(jīng)歷著身心的巨大變化，青春期的孩子身高平均每年增長約7-10厘米，體重也會(huì)顯著增加。青春期的心理變化更是如同一場精彩的內(nèi)心戲。在這個(gè)時(shí)期，孩子們的情緒也像坐過山車一樣，時(shí)而興奮激動(dòng)，時(shí)而低落消沉，前一秒還笑容滿面，下一秒可能就因?yàn)橐稽c(diǎn)小事而大發(fā)雷霆。

作為家長，我們應(yīng)該給予孩子足夠的關(guān)愛與包容。腸道菌群在青春期大腦發(fā)育、代謝/肥胖以及骨骼的健康發(fā)育中發(fā)揮關(guān)鍵作用。不健康的飲食、抗生素的濫用會(huì)影響青春期腸道菌群的發(fā)育，使腸道菌群從生態(tài)失調(diào)中恢復(fù)的能力受損，影響青春期的神經(jīng)發(fā)育、代謝發(fā)育和骨骼發(fā)育，對(duì)未來的健康產(chǎn)生持久影響。每天給孩子做幾頓安全健康的飯菜，也許就是給孩子最大的健康財(cái)富?；谀c道菌群的非侵入性干預(yù)，包括益生元、益生菌、合生元和后生元，也可以誘導(dǎo)腸道菌群的組成、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化，以優(yōu)化健康成長和成熟，從而促進(jìn)健康。

青春期是人生中最絢爛的篇章之一，讓我們關(guān)愛孩子的腸道菌群，陪伴孩子們順利度過這段充滿驚喜與挑戰(zhàn)的旅程。

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