金属元素与肠道微生物

第一章   总论

第二章 金属元素与肠道微生物

第三章 金属元素缺乏对肠道微生物的影响

第四章   肠道微生物对金属吸收、分布、代谢的影响

第五章   肠道微生物代谢产物与金属的博弈

第六章   肠道微生物与金属在疾病中的作用

第七章   肠道微生物与金属在生理过程中的作用

第八章肠道微生物与人体金属酶

主要参考文献

3.金属元素改善肠道微生物稳态的

在膳食中适当补充金属元素可以改善机体肠道微生物的稳态，保持机体健康。在肠道的竞争环境中，有效的营养获取对于机体肠道微生物的持久性至关重要。铁作为辅助因子通过参与合成机体内细菌复制和生长的各种蛋白质和酶来发挥作用。研究报道，铁是肠道微生物群中大多数成员的重要微量营养素，如拟杆菌属、肠杆菌属等。镍对某些肠道微生物而言，也是其重要的营养素。研究者通过基因组学分析发现，很多微生物群落都将镍作为一种重要的金属元素使用。厚壁菌门下的梭状芽孢杆菌水平38种菌中，有28种菌以镍作为营养素;拟杆菌门下的30种菌中，有6种菌依赖镍作为营养素。此外，镍元素与一些酶的活性密切相关，且酶的活性会影响肠道微生物群落的变化。锰作为人体必需的金属元素，对肠道微生物而言也是必需的。例如，锰在维持肺炎链球菌的细菌毒性代谢调节中发挥关键作用;锰离子可以维持粪肠球菌的细菌毒力;锰离子可以增强鼠伤寒沙门氏菌对钙卫蛋白和活性氧依赖性杀伤的抵抗力，从而促进其在肠道定植;此外，锰离子也参与枯草杆菌菌落中细胞生物膜的形成。

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人类的肠道中含有数万亿个微生物，它们可分布于肠道中的各个部位，数量几乎与人体的细胞总数相当，是机体维持健康和多种常见疾病的重要基石。近些年来，肠道微生物的研究一直备受瞩目。虽然肠道中单个细菌看似十分简单，其基因也远不如人类基因组复杂，但肠道中的微生物包括上千种细菌、真菌或病毒等，基因的总数却是人类基因的百倍以上，对人体的消化、免疫和营养等诸多生理功能甚至疾病发生发展均可产生深远的影响。

金属元素是自然界中重要的化学元素，也是构成人类生命体的关键元素。在公共卫生与医学领域中，金属元素通常指环境中过量存在的重金属、类金属，如铅、锰、砷等，这些金属通常经消化道、呼吸道和皮肤等途径进入人体，能够诱发肠道微生物紊乱，从而导致各类疾病的发生。而在生命科学领域中，金属元素又是构成人体中诸多蛋白和发挥细胞信号转导、基因表达调控的关键因子，它们的缺失或过量也可能通过肠道微生物途径引起许多连锁性的病理生理反应。由此可见，金属元素与肠道微生物之间的关系极为错综复杂，迫切需要系统地归纳和总结，在纷乱无序中明晰相互作用的“底层逻辑”。

本书由陈承志、邹镇两位教授共同主编，从一个崭新的视角，首次系统介绍了不同金属元素与肠道微生物的研究现状，剖析了肠道微生物对主要金属元素吸收、分布、排泄及代谢的影响，探讨了肠道微生物代谢产物与金属元素的相互博弈，并阐述了肠道微生物的生理功能及主要相关疾病与金属元素之间的密切关系。本书汇集了目前国内外关于金属元素与肠道微生物最新前沿与进展，系统且完整地展现了金属元素、肠道微生物的前缘、今世及未来，以及它们之间的“休戚与共”又“双重博弈”的复杂关系，这对未来人们深入了解、熟悉和掌握金属元素与肠道微生物的相关性，探索相关疾病的防治策略，提供了新思路和新视角。

本专著拟从金属元素与肠道微生物相互作用关系的新颖角度，系统阐述：(1)金属元素与肠道微生物之间正和/负和的博弈关系；(2)详细介绍主要金属暴露对肠道微生物群落构成和功能的影响；(3)剖析人体金属元素缺乏或过量对肠道微生物的影响；(4)揭示肠道微生物对金属吸收、分布、排泄及代谢的影响；(5)益生菌/抗生素对金属吸收、分布、排泄及代谢的影响；(6)阐明肠道微生物主要代谢物与金属元素的博弈关系；(7)分析肠道微生物在金属元素博弈下的病理和生理效应；(8)介绍肠道微生物对人体主要金属酶的影响。