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微生物群及其代谢产物对女性女性生殖健康的影响
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微生物群及其代谢产物对女性女性生殖健康的影响

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肠道菌群对肠道环境中的多种器官和代谢途径有影响,肠道菌群也被认为是成熟的内分泌器官。通过与雌激素、雄激素、胰岛素和其他激素相互作用,微生物群在女性一生中在生殖内分泌系统中起着重要作用。肠道菌群组成的失衡会导致多种疾病和状况,例如妊娠并发症、不良妊娠结局、多囊卵巢综合症(PCOS)、子宫内膜异位和癌症。

近年来获得的越来越多的证据表明,这些微生物通过积极参与塑造和维持我们的生理功能而几乎充当了额外的器官。许多宿主和环境因素,包括饮食,宿主基因和激素,都与肠道微生物组的变化有关。性激素(例如孕激素,雌二醇和睾丸激素)也参与微生物与其宿主之间的通讯,并在生殖、分化、细胞增殖、凋亡、炎症、新陈代谢、体内稳态和脑功能中发挥许多重要的生理作用。

人类微生物组会影响女性生殖的各个阶段和水平,包括卵巢中的卵泡和卵母细胞成熟,受精和胚胎迁移,着床以及整个妊娠,甚至在分娩期间。微生物组,特别是肠道微生物组的改变,对生殖内分泌系统有特定影响,纠正异常微生物组可以改善生殖结果。

雌激素与肠道微生物组的相互作用

肠道菌群不仅受雌激素影响,而且还活跃于影响雌激素水平。雌激素是肠道微生物组的主要调节剂,能够代谢雌激素的肠道微生物群的基因库被称为“雌激素组”。

已知雌激素受体β(ERβ)的表达和甾体激素(尤其是雌二醇)的血清浓度会在生物的整个生命周期中发生变化。因此,调节雌激素对妇女的健康至关重要。肠道细菌在雌激素代谢中起着重要作用,这一观察结果证明使用抗生素可降低雌激素水平。微生物分泌的β-葡萄糖醛酸苷酶可以将雌激素从其结合形式代谢为去结合形式。营养不良和肠道菌群多样性的降低会降低β-葡萄糖醛酸苷酶的活性,并导致雌激素和植物雌激素解偶联成循环和活性形式的能力降低。循环雌激素的减少会改变雌激素受体的活化,并可能导致肥胖的病理原因:肥胖,代谢综合征,心血管疾病和认知能力下降。

绝经后妇女肠道微生物多样性与尿中雌激素代谢产物的比值呈正相关。据报道,绝经后妇女的总脂肪质量和腹部脂肪(胰岛素抵抗和2型糖尿病的未来发展的关键因素)与绝经前妇女相比有所增加。肠道微生物群在绝经期调节雌激素水平和代谢中起着重要作用。此外,肠道微生物群可代谢大豆异黄酮等食物中雌激素样化合物,促进某些特定细菌的生长,和补充大豆异黄酮可增加双歧杆菌的浓度,抑制绝经后妇女的非分类梭形芽孢杆菌在促进肠道吸收和免疫和预防感染方面起到了有益的作用。

肠道菌群及其产物可能影响整个胚胎发育,从配子的形成到受精,概念化的植入,胎盘植入,流产,新生婴儿的分娩以及代谢关键时期的代谢程序和重新程序化。据报道,存在于消化道中的许多细菌也存在于女性生殖道中,包括阴道,子宫内膜和胎盘。从功能上讲,微生物群是生殖道的连续体,可以在疾病的多个部位受到干扰。

肠道菌群的产物可能会通过循环运输并影响女性生殖道(例如,可能导致月经周期中断,生殖道疾病和子宫内膜异位症),卵巢功能,胚胎发育以及母亲和胎儿的健康。肠道会影响配子的形成,胚胎的发育和受精过程,肠道菌群的改变会导致卵巢功能障碍,PCOS,不育和IVF结局不良。在孕妇中,肠道菌群会对胎盘,妊娠结局,新生婴儿的分娩,婴儿微生物组,活产率以及胎儿的生长,发育和存活产生影响。

阴道微生物组是动态的,似乎受月经周期,优势菌群和性活动的影响。分娩早产的妇女表现出的脆性乳酸杆菌的阴道菌种水平显着降低,而羊膜念珠菌的阴道菌水平却明显升高,这与阴道液中的促炎细胞因子有关。一项荟萃分析对3,201个样本的五项进行独立研究,结果表明,与足月分娩的妇女相比,早产妇女的微生物样本内差异存在显着差异。此外,在妊娠中期观察到差异,并且在不同种族或族裔背景下一致。孕妇的阴道微生物组可以改变定居在新生儿肠道中的微生物群的组成。与经阴道分娩的后代相比,未接种剖宫产的后代中的微生物群多样性,结构和组成明显降低。产前压力还与胎儿肠道转录组和生态位的变化以及成年肠道的变化有关,成年肠道的变化是由于成年后额外暴露于压力而引起的。

最近,子宫内膜细菌种类的分子鉴定证实子宫腔不是无菌的。此外,子宫内膜群落也来自特定的大型菌落的定殖,大量的拟杆菌属和变形杆菌属与胃肠道有关。有几种不同的意见表明,子宫菌群的存在可能反映出细菌的入侵,而不是有助于健康和体内平衡的常驻菌群。进行体外受精(IVF)的患者子宫腔内细菌种类的存在对着床率和妊娠率具有负面影响。在受体子宫内膜中存在非以乳酸杆菌为主导的微生物群,与着床率,妊娠,持续妊娠和活产率的显着降低有关,但病原体及其干扰胚胎着床的机制仍不清楚。肠道微生物组及其代谢产物可能会在植入和胎盘植入过程中影响子宫内膜和子宫的免疫,这可能是局部微生物群的可能相互作用伴侣。例如,T细胞是人子宫内膜中免疫细胞的很大一部分,并且需要适当比例的子宫内膜内的Th1和Th2细胞来为植入做准备。肠道微生物组和代谢产物可提供免疫刺激信号并激活先天和下游适应性免疫反应,并且肠道微生物群受到破坏的小鼠的各种T细胞亚群的分化受到损害。因为T细胞在子宫内膜的深层驻留太多,他们更可能在早期胎盘形成植入后的作用。

胎盘完整性和功能的建立和维持对胎儿的生长、发育和存活至关重要。胎盘是否有自己的定植菌群仍存在争议。最近的一份报告表明,在大多数复杂和不复杂妊娠的胎盘样本中,没有证据表明存在细菌。但是,在大约5%的孕妇中,临产前在胎盘中存在一种重要的病原体无乳链球菌。另一项研究表明,胎盘中微生物含量低但代谢丰富,而且胎盘微生物组的变异与产前感染的病史偏远有关,这可能对宫内感染和早产产生深远影响。根据最近对新生儿的一项研究,埃希氏菌属在胎粪中含量很高,并且是极低出生体重的新生儿中早发败血症的重要因素,而胎盘可能是新生儿胎粪中埃希氏菌中的一种来源。在最近的一项研究中,血液中的SCFA能够从非胚芽母体的肠道菌群穿过胎盘进入发育中的胚胎。无菌(GF)母亲的胚胎中的胚胎胰岛素调节受到损害,成年期胰岛素水平显着升高,为母亲肠道环境对后代代谢规划的重要贡献提供了证据。

总体而言,肠道菌群与女性生殖道健康密切相关,未来这些研究的推动力将是确定可用于治疗性改善生殖内分泌疾病妇女生育能力的靶标。

参考:[1] Qi X ,  Yun C ,  Pang Y , et al. The impact of the gut microbiota on the reproductive and metabolic endocrine system[J]. Gut Microbes, 2021.