一組科學家分析了腸道中的微生物如何處理來自植物的含硫醣磺基喹諾酮糖(sulfur-containing sugar sulfoquinovose)。他們的研究發現,專門的細菌在硫糖(sulfosugar)的利用中協同作用,產生硫化氫。這種氣體對人體健康有不同的影響:低濃度的氣體具有抗發炎作用,而腸道中硫化氫的增加反過來又與癌症等疾病有關。

飲食和腸道微生物組

由於食用菠菜等單一類型的蔬菜,數百種化學成分進入了我們的消化道。在那裡,它們被腸道微生物進一步代謝,腸道微生物是數百種微生物物種的獨特集合。因此,腸道微生物在決定營養如何影響我們的健康方面扮演重要作用。該研究的主要作者和研究的作者巴克·漢森(Buck Hanson)解釋說:“然而,到目前為止,腸道菌叢中許多微生物的代謝能力仍然未知。這意味著我們不知道它們以何種物質為食以及如何加工它們。”維也納大學微生物與環境系統科學中心(CMESS)的微生物學家。“通過首次探索腸道中的磺基喹諾酮糖的微生物代謝,

來自綠色植物和藻類的硫磺糖

磺基喹諾酮糖是葡萄糖的磺酸衍生物,被發現主要用作綠色蔬菜(如菠菜,生菜和藻類)中的化學組成部分。康斯坦茨大學微生物學家David Schleheck領導的研究小組先前的研究表明,其他微生物原則上可以將磺基糖(sulfosugar )用作營養物質。在當前的研究中,康斯坦茨大學和維也納大學的研究人員對糞便樣本進行了分析,以確定這些過程如何在人體腸道中發生。David Schleheck說:“我們現在已經證明,與葡萄糖不同的是,磺基喹諾酮糖不像葡萄糖那樣可以在腸道中餵食大量微生物,而是可以刺激腸道菌叢非常關鍵的關鍵微生物的生長。

” 這些關鍵微生物包括直腸細菌真菌屬(Eubacterium rectale),該細菌是健康人最常見的十種腸道微生物之一。“直腸細菌透過我們最近才發現的代謝途徑發酵磺基奎諾糖,除此之外,產生了一種硫化合物,二羥基丙烷磺酸鹽(dihydroxypropane sulfonate ,簡稱DHPS,這反過來又為其他腸道細菌如嗜藍菌(Bilophila wadsworthia)。嗜藍菌(Bilophila wadsworthia)最終還是通過最近才發現的代謝途徑從DHPS中產生硫化氫。” 除其他外,硫化合物DHPS,又可作為其他腸道細菌(例如Bilophila wadsworthia)的能源。嗜酸性白花病最終通過代謝途徑從DHPS產生硫化氫,而這種代謝途徑也是最近才發現的,”微生物學家解釋說。除其他外,硫化合物,簡稱二羥基丙烷磺酸鹽或DHPS,又可作為其他腸道細菌(如Bilophila wadsworthia)的能源。Bilophila wadsworthia 最終透過代謝途徑從DHPS產生硫化氫,而這種代謝途徑也是最近才發現的,”微生物學家解釋說。

劑量問題:腸道中的硫化氫

硫化氫是由我們自己的身體細胞以及特殊的微生物在腸道內產生的,對人體有多種作用。維也納大學研究小組負責人亞歷山大·洛伊(Alexander Loy)解釋說:“這種氣體是一種面對雙面刃的代謝產物。” “根據目前的知識,它可以對腸道健康產生正面但負面的影響。” 他說,決定性因素是劑量:少量時,硫化氫可對腸道粘膜產生抗發炎作用。另一方面,腸道微生物產生的硫化氫過量與慢性發炎疾病和癌症有關。到目前為止,由於富含肉類或脂肪的飲食,主要在腸道中發現的 hydrogen sulfide含量不斷增加,已知是微生物的硫化氫來源。因此,發現菠菜和藻類等綠色食品中的磺基喹諾酮也有助於腸內氣體的產生,這一發現令人驚訝。

“我們已經證明,我們可以使用磺基古諾糖來促進非常特殊的腸道細菌的生長,這些細菌是腸道微生物組的重要組成部分。我們現在也知道,這些細菌反過來會從中產生相互矛盾的硫化氫。” Loy總結道。來自康斯坦茨和維也納的科學家的進一步研究現在將闡明植物基磺基糖的攝入是否以及如何對健康具有促進作用。Schleheck補充說:“磺基喹諾酮也有可能被用作所謂的益菌生。” 益菌生是可以通過特定微生物代謝的食品成分或添加劑,可用於明確支持腸道益生菌生長。

鄭醫師補充:

最早,我接觸功能醫學時,若提到硫化氫在腸道中,就會被視為毒素,欲除之而後快,但當我們對功能醫學了解越來越深,就會瞭解許多看似有毒物質的物質在體內的存在,其益處及壞處的關鍵所在是劑量。另外的例子,像是重金屬或者是尿酸等等,在體內的存在好像令人生畏,但其實在低濃度與高濃度時對身體的影響猶如兩面刃。這篇研究報導又是另一個清楚的例證。

參考文獻:

Buck T. Hanson, K. Dimitri Kits, Jessica Löffler, Anna G. Burrichter, Alexander Fiedler, Karin Denger, Benjamin Frommeyer, Craig W. Herbold, Thomas Rattei, Nicolai Karcher, Nicola Segata, David Schleheck, Alexander Loy. Sulfoquinovose is a select nutrient of prominent bacteria and a source of hydrogen sulfide in the human gutThe ISME Journal, 2021; DOI: 10.1038/s41396-021-00968-0

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