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nature期刊大脑肠道

2023-02-15 12:13 来源:学术参考网 作者:未知

nature期刊大脑肠道

5月29日是世界肠道健康日,肠道是人体吸收营养、排出废物的重要器官,作为人体最大的免疫器官之一,肠道含有大量肠道相关淋巴组织,近年发现多种细胞和细胞产物参与肠道免疫应答,就像守门员一样,防止外来致病因素的入侵;同时它也是人体内最大的储菌库,细菌种类达400种以上,正常情况下,肠道微生态处于平衡状态。

据《生命时报》调查,在中国每年有超过10亿人次出现腹泻或便秘症状,每10个中国人中就有1人受便秘影响,70%的国人存在不同程度的胃肠不适,新增大肠癌患者达40万,且在我国所有肿瘤的发病率中排名第五,平均发病年龄为58岁,比欧美国家提前12-18年。

这些数字让人感到非常的触目惊心!那么哪些人群最容易被肠道疾病登门拜访呢?

中老年

中老年人牙齿多松动脱落,或由于疾病原因,常常喜欢吃精细软烂的食物,纤维量摄取不足。

这种饮食习惯使肠道内益生菌减少,容易出现肠道菌群紊乱,导致便秘或腹泻。

婴幼儿

小宝宝的肠壁薄,黏膜弱,肠液中的各种酶含量较成人低。肠系膜长而薄,发生肠套叠、肠扭转的机会比成人高。

同时婴幼儿神经系统功能发育不完善,发热、感冒、肺炎等均可影响消化功能,造成食欲不振、呕吐和腹泻。

美食爱好者

有些人似乎天生长着一副好肠胃,各种美食来者不拒大快朵颐。实则这样的你也要注意哦,常言道:病从口入,大部分病菌都是从嘴里吃进去的。

若只管满足口腹之欲,不注重食品卫生,平时胡吃海塞不在意自己的肠胃,小心会吃坏你的消化系统,让腹痛腹泻消化不良等症状找上门。

久坐加班族

生活节奏快,工作压力大,加班熬夜,饮食不规律,已经是办公室“码农表妹们”的日常写照。不健康的生活方式会打破肠道规律,导致肠道功能紊乱。

而久坐导致的胃肠蠕动缓慢,使身体不能及时将毒素排出,引发便秘等问题。所以办公室白领要时不时地站起来活动一下,让你的肠道动起来。

旅游发烧友

对于大多数旅游爱好者来说,贝爷的荒野求生好像还只能是神一般的存在,通常大家还是会选择相对安全成熟的旅游路线。可即便如此,“水土不服”也经常成为我们忠实的旅伴。

“出师未捷身先死”,旅游中水土不服,伴有发生腹泻、腹痛、呕吐,严重者会导致脱水。所以经常旅行或出差的人肠胃多脆弱,需要更多的呵护。

好啦,经过一番对号入座,心中的警铃是否已经拉响了呢?下面我们就来看看如何养护你的肠道吧。

保持好心情

肠道是一个很聪明的器官,肠壁内的神经细胞超过1亿个,就好像我们个人思维的体内传感器。

古人也常常用带“肠”字的词语来表达一个人的性格或心情,例如“肝肠寸断”,“荡气回肠”,“古道热肠”,“菩萨心肠”,“小肚鸡肠”等等。可见心情不好,肠胃功能是首当其冲的。

压力大、精神紧张,抑郁都会导致消化系统功能紊乱,肠道动力减弱。所以学会调控和驾驭自己的情绪,对维护肠道内环境稳定大有裨益。

注意饮食搭配

最重要的是要保持膳食平衡,增加粗纤维果蔬的食用,控制高脂肪高蛋白食品的摄入量。膳食纤维可以维护肠道正常功能,提高免疫力,降低慢性疾病发生的风险。

如果饮食结构中缺乏粗纤维食物,会使粪便通过肠道的速度减慢,使其中的致癌废物与肠黏膜接触时间延长,增大癌变风险。

增加体育锻炼

保持适度的运动,对于防止肠道老化有非常好的作用。运动能够加强胃肠道蠕动,促进消化液的分泌,加强胃肠的消化和吸收功能。

运动还可以增加呼吸的深度与频率,促使膈肌上下移动和腹肌较大幅度地活动,对胃肠道起到较好的按摩作用,改善胃肠道的血液循环,加强胃肠道黏膜的防御机制,尤其对于促进消化性溃疡的愈合有积极的作用。

治疗肠道疾病合理用药

肠道是很娇嫩的器官,对于肠道疾病的治疗,对症下药是很重要的,谨慎使用抗生素。

首先,为了防止脱水,我们应进行间断、少量、多次的口服补液(ORT)治疗。

其次,在治疗症状的基础上,我们还要注重对肠道的保护,保证肠道内的菌群比例,恢复肠道原动力,让肠道恢复自然健康的运行状态。

以日常中经常碰到的腹泻为例,在止泻治疗方面,肠黏膜保护剂如“蒙脱石散”就是一种安全有效的治疗方式,它不进入血液循环系统,并会在肠内吸附、清除病毒、细菌及其毒素,随消化道自身蠕动排出体外,同时覆盖受损黏膜,不仅可以止泻,同时还可以起到保护肠黏膜的作用。

最后,饮食治疗也很重要,腹泻发生后及时补充清淡、合理的饮食可以帮助我们尽快恢复。

肠道健康关乎营养吸收、消化食物、情绪控制和免疫等诸多功能,大量的免疫细胞都配置在肠道内,所以肠道是保护我们身体健康的前沿阵地。在发现肠道问题时,一定要及时调理、就医,保护好这个阵地。

正因为肠道健康对于我们的幸福生活如此的重要,近年来,科学家们投入了大量的精力来对机体肠道进行研究,发现肠道中的微生物菌群与人体各种疾病存在着极其密切的关系,在此我们整理了近期的相关研究进展,分享给各位!

Nature:肠道微生物与脑血管疾病存在关联

根据一项新的研究,肠道微生物组中的细菌促进颅内海绵状血管瘤(CCM)的形成。相关研究结果于2017年5月10日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Endothelial TLR4 and the microbiome drive cerebral cavernous malformations”。

在这项研究中,Kahn团队发现CCM形成的分子通路是由TLR4激活的。TLR4是细菌分子脂多糖的一种受体。细菌分子脂多糖激活大脑血管内皮细胞表面上的TLR4会极大地加快CCM形成。相反地,如果通过基因手段将TLR4从血管内皮细胞中移除,或者如果小鼠接受阻断TLR4功能的药物的处理,那么就可阻止CCM形成。这项研究提示着改变CCM病人的肠道微生物组可能是一种有效地治疗这种脑血管疾病的方法。

此外,研究结果鉴定出肠道微生物组与一种常见的脑血管疾病存在着一种出人意料之外的直接关联性。论文通信作者宾夕法尼亚大学的心血管医学教授Mark Kahn博士说,“这提示着旨在阻断TLR4信号或改变肠道微生物组的疗法可能被用来治疗这种疾病。”

Microbiome:肠道微生物与慢性疲劳症存在关联

最近一项研究结果表明,患有慢性疲劳症(CFS)的患者肠道微生物的水平出现异常。相关研究结果发表在《Microbiome》杂志上,论文标题为“Fecal metagenomic profiles in subgroups of patients with myalgic encephalomyelitis/chronic fatigue syndrome”。

在这项研究中,研究者们对50名欢患有ME/CFS的患者以及50名健康人的肠道微生物进行了检测,并且对血液中的免疫分子进行了检测。他们发现有7类微生物种群与ME/CFS的疾病发生之间存在明显的相关性。患有ME/CFS的患者肠道的微生物构成发生了变化。而且基于症状严重性的不同,肠道微生物的变化特征也有差异。这一证据表明CFS并不仅仅是患者的大脑出现了问题。

此前已经有文章表明80%的患者可能通过肠道微生物进行准确诊断,而这一发现又提供了新的证据。当然,这一研究的样本量较小,还需要进一步的研究进行佐证,尽管如此,这是首次基于肠道微生物对ME/CFS进行诊断以及治疗。

Science子刊:肠道细菌影响IBS患者肠道和行为

根据一项新的研究,肠道中的细菌或许能够影响肠道易激综合征(IBS)患者机体肠道和行为的症状。相关研究结果近期刊登在国际杂志Science Translational Medicine上。

在这项研究中,麦克马斯特大学的研究人员将IBS患者(焦虑或者非焦虑患者)机体的微生物群落转移到了无菌小鼠机体中,随后研究人员发现,相比接受健康个体微生物的小鼠而言,接受IBS患者机体中微生物的小鼠慢慢会表现出肠道功能和行为的改变。通过粪便移植所影响的小鼠的疾病情况包括胃肠道症状、肠屏障功能障碍低度炎症以及焦虑样行为等。相关研究或为研究人员开发微生物定向疗法提供了新的思路和见解。

更有意思的是,研究者还发现,肠道中的微生物或许还能够影响大脑的功能,这就表明,肠道微生物或许在多种脑部障碍的发生过程中扮演着重要角色,比如焦虑、自闭症、帕金森疾病以及多发性硬化症等疾病。同时,该项研究也为研究人员开发靶向作用肠道微生物的新型疗法,以及寻找诊断IBS的生物标志物提供了新的线索。

文章第一作者Giada De Palma说道,这是一项标志性研究,因为其超越了一种简单的关联性研究,而且本文研究发现了肠道微生物的改变会同时影响IBS患者机体肠道和行为的反应。他总结道:本文研究或许提出了一种可能性,即包括益生菌疗法等微生物定向疗法或许能够有效治疗患者的肠道症状,同时也能够有效缓解IBS患者的疾病表现。

Microbiome:肠道微生物潜在塑造大脑结构

根据最近一项研究,大脑产生的信号能够影响肠道微生物组的构成,而肠道微生物分泌的化学物质又能够反过来塑造大脑的结构。相关结果发表在近期的《Microbiome》杂志上。论文标题为“Differences in gut microbial composition correlate with regional brain volumes in irritable bowel syndrome”。

在这项研究中,加州大学洛杉矶分校的研究人员收集了29名患有肠道应激综合征(IBS)的患者以及23名健康人的行为学以及临床检测相关数据,还有他们的粪便样本进行分析。通过DNA测序以及多种数学手段对微生物的的多样性以及丰度进行定量计算。之后,研究者们将这一结果与大脑的结构特征进行了一一比对。此外,研究者们还对儿童外伤,大脑的发育以及肠道微生物组结构之间的联系进行了深入的探究。

这项研究第一次揭示患有IBS的患者肠道微生物组与大脑参与处理感受信号的区域之间的关系。早期的创伤史与大脑的结构、功能的改变之间存在明显的相关性,而且会影响肠道微生物的组成。因此,有可能肠道微生物感知到这些信号,进而导致其微生物的组成发生永久性的改变。这些改变将可能对大脑的感受区域产生反馈,改变对肠道信号刺激的敏感度。

对肠道微生物进行分析渐渐成为临床长筛查IBS的主要手段。而在不远的将来,控制饮食以及摄入特定的微生物也将成为个体化治疗的主要方式。同时,对于患有IBS且大脑与肠道特征具有明显特异性的人群来说,他们对于大脑降压式的疗法、认知行为疗法以及靶向药物治疗的反应效果也将有明显的差异。

Cell Host & Microbe:肠道微生物诱发机体老化相关的炎症

根据一项新的研究,肠道微生物或许是机体老化相关炎症和过早死亡的罪魁祸首之一,老年小鼠机体中肠道微生物的失衡或许会促进肠道组织易于泄漏,从而释放细菌产物来诱发炎症,并且损伤机体的免疫功能。相关研究结果发表在国际杂志Cell Host & Microbe上,论文标题为“Age-Associated Microbial Dysbiosis Promotes Intestinal Permeability, Systemic Inflammation, and Macrophage Dysfunction”。

在这项研究中,来自麦克马斯特大学等机构的研究人员在无菌的环境中培育小鼠,并且将这种小鼠同常规环境中培养的小鼠进行对比研究。然后他们发现,相比常规环境培育的小鼠而言,无菌小鼠并不会表现出老化相关的肠道通透性增加、细菌产物水平的增加,以及血液中促炎性细胞因子水平的增加;此外,很大一部分比例的无菌小鼠都能够存活到600天,而且来自老年无菌小鼠机体中的巨噬细胞还能够继续维持其机体的抗菌活性。

未来研究中,研究者Bowdish及同事将会通过更为深入的研究来鉴别出能够随着机体老化维持肠道健康及完整性的优良细菌,而且研究人员还希望通过研究理解机体微生物群落发生改变的时间以便可以及时采取策略来改变机体的免疫功能。本文研究结果或能帮助研究人员开发出新型疗法来通过操控机体微生物组改善肠道健康,并且降低老化相关的炎症表现。

Scientific Reports:肠道微生物潜在预防2型糖尿病

根据一项新的研究,血清中高浓度的吲哚丙酸可以预防2型糖尿病。相关研究结果发表于Scientific Reports。论文标题为“Indolepropionic acid and novel lipid metabolites are associated with a lower risk of type 2 diabetes in the Finnish Diabetes Prevention Study”。

在这项研究中,研究人员比较了两组参加芬兰糖尿病预防研究所的参与者的相关数据。在研究开始时,所有参与者都超重,葡萄糖耐受功能受损。有的参与者在第一个五年中发展为2型糖尿病,有的在15年的随访中,未发展成2型糖尿病。这项发现为肠道细菌在饮食、代谢与健康之间的相互关系提供了新观点。

肠道细菌的直接识别是一个复杂的过程,然而通过其代谢物来分析肠道细菌对于发病机制的作用似乎是可行的,通过此次研究,科学人员得出结论,通过控制生活方式,2型糖尿病是可以预防的。其中最主要的就是减肥,多运动,饮食调整,包括多吃全麦食品和高纤维食品。

Neurology:帕金森症有可能源于肠道

科学家们最近发现了新的证据表明帕金森症有可能是起源于肠道,进而扩散到了大脑:经历了迷走干神经切断术的患者帕金森症的发病率得到了明显的减轻。相关结果发表在《Neurology》杂志上,论文标题为“Vagotomy and Parkinson disease: A Swedish register-based matched-cohort study”。

在这项研究中,研究者们对瑞典国内40年来的数据进行了分析,比较了9430名进行了迷走神经切除术的患者以及377200名对照人群的信息。这项经历5年的研究结果表明,接受这一手术的患者帕金森症的发病率相比对照组下降了40%。这一结果更加能够证明帕金森症有可能是来自于我们的肠道。

研究者们相信,这一发现能够进一步证明帕金森症与肠道异常之间的关系,并且有助于开发针对性的预防与治疗的方法。如果我们对这一现象背后的机制能够有清楚的理解,那么将会有助于防止此类疾病的发生。

AJCN:益生菌组合疗法治疗过敏症

日前,一项刊登在国际杂志The American Journal of Clinical Nutrition上的研究报告中,来自佛罗里达大学的研究人员通过研究发现,一种益生菌组合或许能够帮助减轻花粉症的症状。

在这项研究中,研究人员招募了173名健康成年人进行研究,研究对象都表示经历过季节性过敏,研究人员在春季过敏高峰时进行了相关实验,相比安慰机组研究对象而言,摄入益生菌治疗的研究对象表示其生活质量得到了改善,比如益生菌组个体遭受的花粉症相关的鼻腔症状明显减轻了。

研究者Jennifer Dennis表示,并不是所有益生菌都能够帮助抵御过敏症,如今我们知道,一种由乳酸杆菌和双歧杆菌组成的益生菌组合能够帮助维持机体消化系统和部分免疫系统的健康。后期研究人员希望通过更为深入的研究来开发新型有效的疗法治疗个体的季节性过敏症。

Nat Immunol:肠道益生菌逆转炎性肠病

根据美国北卡罗莱纳大学的一项最新研究,有益细菌或许是帮助逆转炎症性肠病中肠道炎症的关键。研究人员在这篇发表在国际学术期刊Natue Immunology上的新文章中介绍了缺少一种叫做NLRP12的炎症抑制因子如何导致炎症失控(DOI: 10.1038/ni.3690)。

这种蛋白在保持肠道菌群稳定防止炎症方面有重要作用。文章作者Liang Chen表示,NLRP12是免疫系统的一个检查点,能够检查炎症水平,如果缺少了这种蛋白,就会出现严重的肠道炎症,促进炎症性肠病。这不仅是NLRP12本身的作用还包括其与肠道细菌之间的相互作用。

研究人员发现添加有益细菌或靶向炎症信号可以逆转不良循环。他们认为他们的研究发现或有助于开发治疗方法,治疗因NLRP12表达下降导致的炎症性肠病。

BJN:鼠李糖乳杆菌HN001降低孕期糖尿病风险

根据一项新的研究,一种叫做鼠李糖乳杆菌HN001的益生菌或许能够降低女性妊娠糖尿病的风险,同时还会降低个体的空腹血糖水平,相关研究刊登于国际杂志British Journal of Nutrition上(DOI:10.1017/S0007114517000289)。

在这项研究中,研究人员让194名孕早期的女性摄入含有HN001的胶囊,同时让另外200名孕早期女性摄入安慰剂,随后在女性怀孕24-30周时评估个体的妊娠糖尿病水平。然后研究人员发现益生菌治疗组与安慰剂治疗组的女性相比,患上妊娠糖尿病的比例下降了68%。

此外,摄入益生菌HN001后也能够明显降低研究组女性机体中的空腹血糖水平。研究结果表明,益生菌HN001或许能同以某种方式同正常的肠道细菌发生相互作用从而降低孕期女性机体的葡萄糖水平;此前研究人员也通过研究发现,相同的益生菌对机体免疫系统也会产生相应的保护效应,同时还会降低个体婴儿期50%患湿疹的风险。

研究者Crane教授说道,下一步他们将会深入研究调查益生菌是否会降低普通人群患糖尿病的风险;研究者们希望后期能够通过更多研究来利用这种益生菌结合益生元来观察是否其能够有效抑制成年人前驱糖尿病的进展。

高盐饮食对机体健康有何影响?看看这些研究就知道了

本文中,我整理了近年来科学家们发表的多项重点研究成果,共同解读高盐饮食对机体 健康 的影响,分享给大家!

【1】Hypertension:高盐饮食会影响肠道微生物

doi:10.1161/HYPERTENSIONAHA.120.14800

在最近一项研究中,科学家报告说:对于患有未经治疗的高血压的女性,降低盐摄入水平对她们的肠道微生物和血压都有好处。通过对145名未经治疗的高血压成年人的血液样本进行分析,科学家发现:特别是对于女性患者而言,在接受美国心脏协会等组织建议的每日钠摄入量(仅2,300毫克)接近6周后,会导致血液中循环的 健康 微生物组的指标升高。此外,患者的血压也会有明显降低,血管顺畅度也会明显提升。

研究者表示,越来越多的证据表明,微生物组在调节血压方面起着直接作用,而这很大程度上受到盐摄入量的影响。”他们的研究结果发表在《Hypertension》杂志上,该研究首次揭示了盐摄入量下降如何影响血液中的短链脂肪酸。肠道菌群是遍布胃肠道的所有细菌,病毒,原生动物和真菌,它们具有广泛的功能,从帮助消化食物到免疫反应再到影响体重增加的倾向。微生物组问题与多种疾病有关,包括癌症,胃肠道疾病以及过敏反应。越来越多的证据表明,高盐饮食会改变肠道微生物组,但是基于人体的数据很少。

【2】Nat Commun:震惊!高盐饮食竟然可以抗癌!我国科学家发现高盐饮食抑制小鼠肿瘤生长!

doi:10.1038/s41467-020-15524-1

高盐饮食会增加自身免疫性疾病的风险,而免疫失调在癌症的发展中起着关键作用。然而,高盐饮食(HSD)与癌症发展之间的关系仍不清楚。近日,来自南京大学生命科学与医学院、澳门大学中医研究所、皖南医学院第一附属医院和安徽医科大学基础医学院的研究人员在Nature Communications上发表了题为"High-salt diet inhibits tumour growth in mice via regulating myeloid-derived suppressor cell differentiation"的文章。在这篇文章中,研究人员发现,HSD增加了肿瘤组织局部的氯化钠浓度,导致渗透压升高,降低了骨髓来源抑制细胞(MDSCs)的增殖所需的细胞因子的生成以及MDSCs在血液、脾脏和肿瘤中的积累。

研究人员发现,这个现象导致了两种主要类型的MDSCs的表型发生了改变:单核-MDSCs分化为抗肿瘤巨噬细胞,粒细胞-MDSCs具有促炎功能,从而重新激活T细胞的抗肿瘤作用。此外,研究人员还发现活化T细胞5中p38丝裂原活化蛋白激酶依赖性核因子在HSD诱导的M-MDSC分化中的表达增强。

【3】Science子刊:震惊!高盐饮食竟然会降低免疫力!

doi:10.1126/scitranslmed.aay3850

高盐饮食不仅对血压有害,对免疫系统也有害。这是波恩大学医院领导下的一项最新研究的结论。高盐饮食的老鼠被发现患有更严重的细菌感染。每天多摄入6克盐的志愿者也表现出明显的免疫缺陷。这个量相当于两份快餐的含盐量,研究结果发表在Science Translational Medicine杂志上。

根据世界卫生组织(WHO)的建议,每天的盐摄入量不超过5克:这是成年人应该摄入的最大盐量。大约相当于一茶匙的量。然而,事实上,许多德国人的摄入量大大超过了这一限制:来自Robert Koch研究所的数据表明,男性平均每天摄入10克,女性超过8克。这意味着我们拿盐瓶的次数远远超过了对我们的好处。毕竟,氯化钠,这是它的化学名称,会升高血压,从而增加心脏病发作或中风的风险。不仅如此,波恩大学实验免疫学研究所的Christian Kurts教授解释说:"我们现在首次证明,过多的盐摄入也会显着削弱免疫系统的重要功能。"

这一发现出乎意料,因为一些研究指向了相反的方向。例如,在实验动物中,如果食用高盐食物,某些皮肤寄生虫感染的愈合速度会显著加快:巨噬细胞是一种攻击、吃掉和消化寄生虫的免疫细胞,在有盐存在的情况下特别活跃。所以几位医生从这一观察中得出结论,氯化钠具有普遍增强免疫的作用。

【4】Nature:听医生话少吃盐!揭示高盐饮食通过促进蛋白tau磷酸化损害大脑认知功能

doi:10.1038/s41586-019-1688-z

在一项新的针对小鼠的研究中,来自美国威尔康乃尔医学院的研究人员发现高盐饮食可能会导致化合物一氧化氮的缺乏,从而对认知功能产生负面影响。当一氧化氮水平过低时,大脑中的蛋白tau发生磷酸化,从而导致痴呆症,相关研究结果发表在Nature期刊上。

在这项新的研究中,这些研究人员试图了解食盐摄入与较差认知功能之间的一系列关系,并得出结论:降低食盐摄入量并维持大脑中的 健康 血管可能“避免”痴呆症。蛋白tau沉积物与人类阿尔茨海默病的产生有关。研究者表示,我们的研究提出了一种食盐介导认知障碍的新机制,而且还提供进一步的证据表明饮食习惯与认知功能之间存在关联性。这种啮齿类动物变得无法完成诸如筑巢之类的日常生活任务,并且在通过记忆力测试时遇到了问题。他们确定高盐饮食会导致小肠中的细胞释放促进炎症的IL-17分子;IL-17随后进入血液,阻止了血管壁中给大脑提供营养物的细胞产生一氧化氮。这种化合物的作用是放松和扩大血管,让血液流动。相反,一氧化氮的缺乏会限制血液流动。

【5】Front in Immunol:盐吃得多未必是坏事!高盐饮食或会通过抑制免疫细胞的功能来降低肿瘤细胞的生长

doi:10.3389/fimmu.2019.01141

近日,一项刊登在国际杂志Frontiers in Immunology上的研究报告中,来自Flanders生物技术研究所等机构的科学家们通过研究发现,高盐分摄入或会抑制小鼠机体肿瘤的生长,这种效应似乎归咎于特定免疫细胞功能的改变,免疫细胞在癌症免疫力方面扮演着非常关键的角色,相关研究结果或有望帮助开发新型抗癌免疫疗法。

高盐分摄入被认为是引发高血压和心血管疾病的风险因子,近来有研究表明,大量摄入盐分或会影响机体自身免疫性,研究人员发现,高盐分饮食会改变免疫细胞的平衡,使其更趋向于具有攻击性,并会使得自身免疫功能恶化;更有意思的是,尽管在自身免疫性疾病中是有害的,但免疫细胞平衡的改变或许从理论上能用作开发抗癌免疫疗法,从而改善机体免疫力攻击肿瘤细胞。

【6】Nat Neurosci:高盐饮食对大脑还有这样的影响?

doi:10.1038/s41593-017-0059-z

最近一项发表在国际杂志Nature Neuroscience上的一项研究结果表明,高盐饮食不仅仅会带来高血压等风险,而且还会对大脑产生负面影响,进而影响智力表现水平。这项最新的研究发现,小鼠在接受了高盐饮食之后,大脑血流的水平发生了明显的下降,大脑血管的完整性受到了影响,而且小鼠的认知功能表现能力了受到的影响。然而,研究者们发现这些效应并不是高血压带来的次级效应,事实上,它的产生是由于肠道向大脑传递的信号介导的。

这项研究进一步佐证了饮食会影响我们的思维这一理念,而免疫系统则是介导这一效应的关键。研究结果表明,在慢性的高盐饮食对血压造成不利影响之前,我们大脑的微型血管会先一步受到影响,高盐饮食后肠道会向大脑输送信号,进而将效应扩大到了整个神经网络。

【7】JNCS: 高盐饮食也会促肥胖

新闻阅读: Salt could lead to weight gain by driving fatty food intake

吃盐太多会对身体有害,这已经是我们熟知的一个生活常识,过量摄入盐会增加血压、提高心脏病发生风险等等。但最近有两项新研究发现,高盐饮食会出现另一个可怕的后果-它会导致我们过度消费脂肪类食物,从而增加肥胖等疾病的危险。

这两项研究都来自于澳大利亚迪肯大学的Russell Keast教授和他的同事完成,他们在一篇发表在Journal of Nutrition and Chemical Senses文章中呼吁食品工业界,在食物生产过程中尽量降低食盐、或者钠元素的使用量。在这之前,Keast教授在他们的早期研究中提到,那些对脂肪的味道更敏感的人更可能吃更多的高脂肪食品,从而使肥胖发生的风险增大。他们最新的研究也基于以上结果,发现在一些食物中的盐含量可能会影响我们吃多少。

【8】Ann Med:高盐分饮食或会增加心律失常的风险

doi:10.1080/07853890.2018.1546054

近日,一项刊登在国际杂志Annals of Medicine上的研究报告中,来自芬兰奥卢大学的科学家们通过研究首次发现,高盐分摄入或会增加个体患心律失常的风险,心率失常是一种常见的心脏疾病,其在全球影响着数百万人的 健康 。心房颤动(AF,Atrial fibrillation)是一种最常见的心律失常疾病,仅在英国其就影响着100万人的 健康 ,心房颤动患者的中风风险较高,而且在极端情况下,心房颤动常常会导致患者心力衰竭,因此,鉴别出高盐饮食是一种可避免的风险因素,或能帮助研究人员制定新型策略来预防人群患心房颤动及其它心血管疾病。

如今研究人员发现,过量的盐分摄入会增加个体患心血管疾病的风险,尤其是高血压、心肌梗死和中风;这项研究中,研究人员对716名中年男性和女性进行了平均19年的追踪调查,目的在于阐明是否膳食高盐分的摄入是引发心房颤动的风险因素,随后研究者鉴别出了74名个体患上了早期的心房颤动,同时他们还根据个体每日的盐分摄入量来对比其疾病的发生率。

【9】The Lancet:来自18个国家超9万人8年观察性研究结果:全球人群盐分摄入状况堪忧!中国尤其严重!

doi:10.1016/S0140-6736(18)31376-X

在大多数国家中人群盐的摄入量已经超过了WHO指南中的限量,比如在中国等国家中,研究人员发现,高钠饮食与多种机体 健康 风险直接相关。近日,一项刊登在国际杂志The Lancet上的研究报告中,来自麦克马斯特大学的科学家通过研究就发现,个体只有每天摄入盐分超过12.5克(不低于12.5克,大约两勺半茶匙的量)才会增加高血压和中风的风险。

【10】Hypertension:重磅!不管饮食多么 健康 平衡 只要盐分摄入水平过高就会增加高血压的风险!

doi:10.1161/HYPERTENSIONAHA.117.09928

近日,来自伦敦帝国理工学院和美国西北大学的研究人员通过研究发现, 健康 的饮食或许并不能抵消高盐摄入对血压的影响效应;文章中研究人员对超过4000人的饮食方式进行观察分析,结果表明,摄入盐分水平较高的人们往往血压较高,而这与这些人群整体饮食的 健康 程度似乎并无关联。

研究人员建议,人们日常要时刻监测其饮食中盐分的摄入水平,同时食品生产商也应当降低产品中的含盐量;如今在英国高血压影响着超过四分之一的成年人,而且其还会增加人群患多种疾病的风险,包括心脏病和中风等,当然引发这些疾病还有很多原因,比如年龄、体重、盐分摄入过多等。

研究者还表示,水果和蔬菜中的维生素和矿物质还会以某种方式来影响血管,从而降低血压;此前有专家就认为,大量摄入水果和蔬菜能帮助有效中和高盐饮食对血压的影响。然而这些食物更趋于降低机体血压,而最新研究中,研究人员却发现这些食物或许并不能抵消盐分摄入对机体 健康 的不良影响。

Nature综述:微生物与气候变化

导读

在人类繁衍至今的地球上,大多数物种正遭受着气候变化的影响 。微生物支持所有高等营 养生 命形式的存在。为了 了解地球上的人类和其他生命形式(包括那些我们尚未发现的)如何能够抵御人为的气候变化--重要的是纳入对微生物的了解。我们不仅应该了解微生物如何影响气候变化(包括温室气体的生产和消耗),还应该

核心作用以及其在全球范围内的重要性。它提醒人们 ,气候变化的影响将在很大程度上取决于微生物的 响应,而微生物的响应对于实现环境可持续发展的未来至关重要。

论文ID

原名: Scientists’ warning to humanity: microorganisms and climate change

译名: 科学家对人类的警告:微生物与气候变化

期刊: Nature Reviews Microbiology

IF: 34.648

DOI:

发表时间: 2019年

通信作者: Ricardo Cavicchioli

通信作者单位: 新南威尔士大学(The University of New South Wales)

文章上线一年就被引186次,可见期重要性和影响力

综述内容

2 海洋生物群

海洋生物占地球表面的70%,从沿海河口,红树林和珊瑚礁到公海(图1)。 温度 上升不仅会影响 生物过程 ,还会降低水的密度,导致分层和环流现象的发生,从而影响生物的扩散以及营养物质的运输。 降水,盐度和风也影响分层 ,混合以及环流。来自空气、河流和河口流动的养分输入同样会对微生物的组成和功能造成影响,而气候变化会影响所有这些物理因素。

海洋环境中除了数量庞大的海洋微生物外,还发挥着重要的生态系统功能。海洋微生物通过碳和氮的固定,使有机物矿化,形成海洋食物网以及全球碳和氮循环的基础。颗粒有机物中碳的沉积以及其固定到海洋沉积物中过程是大气中螯合CO 2 的关键长期机制。因此,通过矿化和海底储藏碳氮的释放之间的平衡决定了气候变化。除了变暖(由于大气中CO 2 浓度的增加,增强了温室效应),海洋环境自工业化前以来酸化了约0.1个pH单位,预计到本世纪末还会进一步减少0.3-0.4个单位。因此有必要了解海洋生物将做出何种响应。 温室气体浓度升高对海洋温度,酸化,分层,混合,温盐环流,养分供应,辐射和极端天气事件的影响会对海洋微生物菌群产生重大环境影响,这些影响包括生产力,海洋食物网,海底碳排放和固定等方面。

2.1 微生物影响气候变化

海洋浮游植物只占全球植物生物量的1%,但却完成了全球一半的光合作用(CO2 的固定以及OO 2 的产生)。与陆生植物相比,海洋浮游植物分布范围更广,受季节变化的影响较小,周转率更快。因此,浮游植物在全球范围内对气候变化反应迅速。太阳辐射、温度和淡水向地表水输入的增加加强了海洋分层,从而减少了营养物质从深水到地表水的输送,降低了初级生产力。相反,CO 2 含量的升高,在营养成分不受限制的情况下,可以增加浮游植物的初级生产力。一些研究表明,在过去的一个世纪里,全球海洋浮游植物的总体密度有所下降,但由于数据获得的有限性、分析方法的差异等多方面原因,这些结论需要进一步考证。也有研究发现全球海洋浮游植物产量增加以及特定区域或特定浮游植物群的变化。全球海水冰面积的下降,导致更高的光渗透率和潜在的更多初级生产;然而,对于可变混合模式、养分供给变化以及极地地区的生产力趋势影响的预测效应相存在矛盾的现象。这强调了收集关于浮游植物生产和微生物群落组成的 长期数据 的必要性。

除了海洋浮游植物对CO 2 固定的贡献外,化学自养古菌和细菌同样可以在深水黑暗条件下以及极地冬季期间在表层进行CO 2 的固定。海底产甲烷菌和甲烷氧化菌是CH 4 的重要生产者和消费者,但它们对这种温室气体大气通量的影响尚不确定。海洋病毒、嗜细菌细菌以及真核食草动物也是微生物食物网的重要组成部分。气候变化对捕食者-被捕食者的相互作用的影响,包括病毒-宿主的相互作用,可以影响全球生物地球化学循环。

气溶胶影响云的形成,从而影响阳光照射和降水,但它们影响气候的程度和方式仍不确定。海洋气溶胶由海盐、非海盐硫酸盐和有机分子的复杂混合物组成,可以作为云凝结的核,影响辐射平衡,从而影响气候。了解海洋浮游植物对气溶胶的贡献方式,可以更好地预测不断变化的海洋环境将如何影响云层和对气候的反馈。此外,大气本身含有大约10 22 个微生物细胞,确定大气微生物生长和形成聚集体的能力对于评估它们对气候的影响具有重要价值。

植物生长的沿海生境对于碳的固定具有十分重要的意义,人类活动,包括人为的气候变化,在过去的50年里使这些栖息地减少了25-50%,海洋捕食者的数量减少了高达90%。基于微生物活动决定了有多少碳被再矿化并释放为CO2 和CHCH 4 ,同时考虑到如此广泛的环境扰动,因此这些扰动对微生物群落的影响同样需要进一步评估。

2.2 气候变化对微生物的影响

气候变化扰乱了物种之间的相互作用,迫使物种适应、迁移或被其他物种取代或灭绝。 海洋变暖、酸化、富营养化和过度使用(例如捕鱼、 旅游 )共同导致珊瑚礁的衰退,并可能导致生态系统的改变 。一般来说,微生物比宏观生物更容易分散。然而,许多微生物物种存在生物地理差异,扩散、生活方式和环境因素强烈影响群落组成和功能。海洋酸化使海洋微生物的pH条件远远超出其 历史 范围,从而影响到其胞内pH水平。不善于调节体内pH值的物种会受到更大的影响,许多环境和生理因素影响微生物在其本土环境中的反应和整体竞争力。例如, 温度 升高会 增加 真核浮游植物的蛋白质合成 ,同时 降低细胞核糖体浓度 。由于真核浮游植物的生物量为~1 Gt C,核糖体富含磷酸盐,气候变化引起的氮磷比的改变将影响全球海洋的资源分配。海洋变暖被认为有利于较小的浮游生物而不是较大的浮游生物,改变了生物地球化学通量。 海洋温度升高、酸化和营养供应减少预计将增加浮游植物细胞外溶解有机质的释放,微生物食物网络的变化可能导致微生物产量增加,而牺牲更高的营养水平 。温度升高还可以缓解铁对固氮蓝藻的限制,对未来变暖海洋的食物网提供的新氮来源具有潜在的深远影响。需要认真注意如何量化和解释环境微生物对生态系统变化和与气候变化相关的压力的响应。因此,关键问题仍然是关于菌群转移的功能后果,例如碳再矿化与碳固存的变化,以及与养分循环之间的关系。

3 陆生生物

陆地生物量是海洋生物量的100倍,其中陆地植物约占全球一半的净初级生产力。土壤储存了约2万亿吨的有机碳,其数量远高于大气和植被中碳的总和。陆地环境中的微生物总数与海洋环境中的总数相似。土壤微生物调节储藏在土壤中以及释放到大气中的有机碳的数量,并通过提供调节生产力的多种营养元素间接地影响植物和土壤中的碳储存。

植物通过光合作用吸收大气中的CO 2 ,并产生有机质;相反,植物的自养呼吸和微生物的异养呼吸将CO 2 释放回大气中。温度影响这些过程之间的动态平衡,从而影响陆地生物圈捕获、储存人为碳排放的能力(图1)。而气候变暖可能加速碳的排放。森林覆盖陆地面积的30%,占陆地初级生产力的50%,对人为排放的CO 2 的固存率高达25%。永久冻土中的有机物质中碳的积累远超过呼吸所损失的,创造了最大的陆地碳汇。但由于气候变暖预计将使永久冻土减少28-53%,从而使大型碳库可用于微生物呼吸以及温室气体排放。

通过对表层土壤(10cm)和以及深层土壤(100cm)剖面进行对比评估发现,气候变暖会增加碳向大气中的排放。有关不同土壤地点之间碳损失的差异的进一步解释需要更多的预测变量。然而,来自全球对变暖反应的评估的预测表明,气候变暖条件下,陆地碳损失产生了积极的反馈,加速了气候变化的速度,特别是在寒冷和温带地区(这些地区储存全球大部分土壤碳)。

3.1 微生物对气候变化的影响

CO 2 含量的升高,提高了初级生产力,增加了植物凋落物含量,促进了微生物对凋落物的分解从而导致更高的碳排放。温度的影响不仅是微生物反应速率的动力学效应,也是植物输入刺激微生物生长的结果。一些固有的环境因素(如微生物群落组成、枯木密度、氮素可获得性和水分)影响微生物活动,这就需要通过地球系统模型对气候变暖所造成的土壤碳损失进行预测,以纳入对生态系统过程的控制。在这方面,植物养分的可获得性影响森林的净碳平衡,营养贫乏的森林比营养丰富的森林释放更多的碳。植物将约50%的固定的碳释放到土壤中,供微生物生长。分泌物除了被微生物利用作为能源外,还可以破坏矿物-有机体的结合,从微生物呼吸利用的矿物中释放出有机化合物,增加碳排放。这些植物-矿物质相互作用的相关性说明了在评估气候变化的影响时,除了生物相互作用(植物-微生物)之外,生物-非生物相互作用的重要性。

土壤有机质用于微生物降解还是长期储存取决于许多环境因素,包括土壤矿物特征、酸度、氧化还原状态、水的有效性、气候等方面。有机物的性质,特别是基质的复杂性,同样会影响微生物的分解。此外,不同土壤类型中微生物获取有机质的能力具有差异性。如果将可获得性考虑在内,预计大气中CO 2 含量的增加将促进微生物的分解能力,这会使得土壤中有机碳的留存量降低。升高的CO 2 浓度增强了植物和微生物之间对氮的竞争。食草动物会影响土壤中的有机质含量,从而影响微生物的生物量和活性。气候变化可以减少食草动物,导致全球氮和碳循环的总体变化,从而减少陆地碳的固定。有害动物(例如蚯蚓)通过间接影响植物(例如,增加土壤肥力)和土壤微生物来影响温室气体排放。蚯蚓肠道中的厌氧环境含有执行反硝化并产生NO2 的微生物。蚯蚓提高了土壤肥力,它们的存在可以导致温室气体净排放,尽管温度升高和降雨量减少对有害生物摄食和微生物呼吸的综合影响可能会减少排放。

在泥炭地,抗腐烂的枯枝落叶等会抑制微生物分解,同时水饱和度限制了氧的交换,促进了厌氧菌的生长以及CO2 和CHCH 4 的释放。植物凋落物组成和相关微生物过程的变化(例如,减少对氮的固定化和增强的异养呼吸)正在将泥炭地从碳汇转变为碳源。永久冻土的融化使得微生物可以分解先前冻结的碳,释放CO2 和CHCH 4 。永久冻土的融化导致了水饱和土壤的增加,这促进了产甲烷菌和一系列微生物产生CH 4 和CO 2 。据预测,到本世纪末,缺氧环境的碳排放将比好氧环境的排放在更大程度上驱动气候变化。

3.2 气候变化对微生物的影响

气候的改变可以直接(例如季节性和温度)或间接(例如植物组成、植物凋落物和根系分泌物)影响微生物群落的结构和多样性。土壤微生物多样性影响植物多样性,对包括碳循环在内的生态系统功能很重要。短期实验室模拟变暖以及长期(50多年)自然地热变暖最初都促进了土壤微生物的生长和呼吸,导致CO 2 净释放,随着基质的耗尽,导致生物量减少,微生物活性降低。这意味着微生物群落不容易适应高温,由此产生的对反应速率和底物损耗的影响减少了碳的整体损耗。相比之下,一项长达10年的研究发现,土壤群落能够通过改变基质使用的模式以适应升高的温度,从而减少碳的损失。在年平均温度范围超过20 C的森林土壤中也发现了细菌和真菌群落的实质性变化。

微生物生长对温度的响应是复杂多变的。微生物生长效率是衡量微生物如何有效地将有机物转化为生物量的指标,效率较低意味着更多的碳被释放到大气中。一项为期一周的实验室研究发现,温度升高导致微生物周转率增加,但微生物生长效率没有变化,同时该研究预测,气候变暖将促进土壤中的碳积累。一项长达18年的实地研究发现,土壤温度越高,微生物的效率就会降低,在这段时间结束时,不易分解的底物的分解会增加,同时土壤碳的净损失也会增加。

气候变化通过温度、降水、土壤性质和植物输入等几个相互关联的因素直接或间接地影响微生物群落及其功能。由于沙漠中的土壤微生物受到碳的限制,植物增加的碳输入促进了含氮化合物的转化,微生物生物量,多样性,酶活性以及对复杂有机物的利用。虽然这些变化可能会增强呼吸作用和土壤中碳的净损失,但干旱和半干旱地区具有的特点可能意味着它们可以起到碳汇的作用。为了更好地了解地上植物生物量对CO 2 水平和季节性降水的响应,我们仍需增加对微生物群落响应以及功能的了解。

气候变化同样也使湖泊、海水等环境中富营养化的频率、强度和持续时间增加。水华蓝藻能够产生各种神经毒素、肝毒素和皮毒素,危害鸟类和哺乳动物的 健康 。有毒蓝藻目前已造成了包括中国太湖在内的全世界多个地区严重的水质问题。气候变化直接和间接地有利于蓝藻的生长,许多形成水华的蓝藻可以在相对较高的温度下生长。与此同时,湖泊和水库热分层的增加使浮力蓝藻能够向上漂浮并形成密集的表面水华,这使它们能够更好地获得光,更加具有选择性优势。目前实验室和原位实验都证明了有害的蓝藻 Microcystis 属具有适应高CO 2 的能力。因此,气候变化和CO 2 含量的增加预计会影响蓝藻水华的菌株组成。

4 农业

根据世界银行表明(世界银行关于农业用地的数据),近40%的陆地环境专门用于农业。这一比例在未来预计有可能增加,这将导致土壤中碳、氮和磷以及其他养分的循环发生重大变化。此外,这些变化与生物多样性的丧失息息相关。增加对使用植物和动物相关的微生物的了解,以提高农业可持续性发展,减轻气候变化对粮食生产的影响,但这样做需要更好地了解微生物对气候变化的响应。

4.1 微生物对气候变化的影响

甲烷菌在自然和人工厌氧环境中产生甲烷,此外还有与化石燃料相关的人为甲烷的排放(图2)。近年来(2014-2017)大气CH 4 水平显著升高,但其背后的原因尚不清楚。尽管 水稻 仅覆盖了10%的可用耕地,但却养活了全球一半的人口,同样,稻田也贡献了农业20%的CH 4 排放的。据预测,到本世纪末,人为气候变化将使水稻生产产生的CH 4 排放量翻一番。 反刍动物 是人为CH 4 排放的最大单一来源,反刍动物肉类生产所产生的碳排放比植物高蛋白食物生产的碳排放高19-48倍;即使是非反刍动物肉类生产所产生的CH 4 也比植物高蛋白食物生产的碳排放高出3-10倍。 化石燃料 的燃烧和化肥的使用大大增加了环境中可利用氮含量,扰乱了全球生物地球化学过程,威胁到生态系统的可持续发展。农业是温室气体NO2 的最大排放者,NO2 通过微生物氧化和氮的还原而释放。气候变化扰乱了微生物氮转化(分解、矿化、硝化、反硝化和固定)和N 2 O的释放速率。迫切需要了解气候变化和其他人类活动对氮化合物微生物转化的影响。

4.2 气候变化对微生物的影响

升温和干旱强烈地影响着作物的生长。以真菌为基础的土壤食物网在广泛管理的农业(例如牧场)中很常见,而以细菌为基础的食物网通常出现在集约化系统中,但与后者相比,前者更能适应干旱环境。对全球范围内的表层土进行评估发现, 土壤真菌和细菌占据了特定的生态位,并且对降水和土壤pH的响应不同,这表明气候变化将对它们的丰度、多样性和功能产生不同的影响 。预计由于气候变化而增加的干旱会导致全球旱地中细菌和真菌的多样性和丰度的减少,这种减少将进一步降低微生物群落的整体功能,从而限制了它们支持植物生长的能力。

气候变化和富营养化(由于化肥的施用)对微生物竞争力的综合影响存在不可预测的影响。例如,营养丰富通常有利于有害的藻类繁殖,但在相对较深的Zurich湖中观察到了不同的结果。

5 感染性疾病

气候变化影响着海洋和陆地生物群中疾病的发生和传播(图3),这取决于不同的 社会 经济、环境和宿主病原体特有的因素。了解疾病的传播和设计有效的控制策略需要充分了解病原体、及其传播媒介和宿主的生态学,以及扩散和环境因素(表1)。例如,海洋酸化还可能直接导致鱼类等有机体的组织损伤,潜在地导致免疫系统减弱,从而创造细菌入侵的机会。对于农作物来说,当人们考虑对病原体的响应时,包括CO 2 水平、气候变化、植物与病原体的相互作用在内的不同相互作用的因素都是重要的。不同的的微生物能够引起不同的植物疾病,进而影响作物生产,导致饥荒,并威胁粮食安全。病原体的传播和疾病的出现是通过物种的运输和引进来促进的,并受天气对扩散的影响和生长环境条件的影响。

表1 病原体对气候和环境因素的传播响应。

气候变化可以通过改变宿主和寄生虫的适应来增加疾病风险。对于外温动物(如两栖动物),温度可以通过扰乱免疫反应,从而增加感染的易感性。每月和每天不可预测的环境温度波动增加了古巴树蛙对病原菊苣真菌 Batrachochytrium dendrobatidis 的敏感性。温度升高对感染的影响与真菌在纯培养中生长能力下降形成对比,说明在评估气候变化的相关性时,更应该注重于评估宿主-病原体的反应(而不是从分离微生物的生长速率研究中推断)。气候变化预计会增加一些人类病原体对抗生素的耐药率。2013-2015年的数据表明,日最低温度提高10 C,将导致 Escherichia coli , Klebsiella pneumoniae 以及 Staphylococcus aureus 的抗生素耐药率增加2-4%。潜在的潜在机制包括:高温促进抗药性可遗传因子的水平基因转移,以及提高病原体生长率,促进环境的持久性、携带和传播等。

食源性、气源性、水源性和其他环境病原体可能易受气候变化的影响(表1)。对于媒介传播的疾病,气候变化将影响媒介的分布,从而影响疾病传播的范围,以及媒介传播病原体的效率。许多传染病,包括几种媒介传播疾病和水传播疾病,都受到大规模气候现象(如ENSO)造成的气候变化的强烈影响,这种现象每隔几年就会破坏全球约三分之二地区的正常降雨模式和温度变化。据报道,与ENSO有关的疾病有疟疾、登革热、齐卡病毒病、霍乱、鼠疫、非洲马病和许多其他重要的人类和动物性疾病。

尽管已经在自然和实验室条件下,微生物种群的适应机制已有研究,但与动物(包括人类)和植物相比,微生物物种适应当地环境的研究较少。与植物和动物相关的病毒、细菌和真菌病原体以影响生态系统功能、影响人类 健康 和粮食安全的方式适应非生物和生物因素。病原农业真菌的适应模式很好地说明了微生物活动与人类活动之间的循环反馈。“农业适应”病原体引起流行病的可能性比自然产生的菌株更高,这会对作物生产构成更大的威胁。真菌病原体通过进化以适应更高的温度来增强它们入侵新的栖息地的能力,这使真菌病原体对自然和农业生态系统构成的威胁更加复杂。

6 微生物减缓气候变化

增加对微生物相互作用的了解将有助于设计缓解和控制气候变化及其影响的措施。例如,了解蚊子如何对Wolbachia细菌(节肢动物的一种常见共生体)作出反应,通过将Wolbachia引入埃及伊蚊种群并将其释放到环境中,从而减少了寨卡病毒、登革热和基孔肯雅病毒的传播。在农业方面,了解将NO2 还原为无害N 2 的微生物的生态生理学的进展为减少排放提供了选择。生物炭是广泛和间接减轻气候变化微生物影响的农业解决方案的一个例子。生物炭是通过限制氧条件下生物质的热化学转化而产生的,其可以通过减少微生物矿化和减少根系分泌物对矿物释放有机物的影响,从而促进植物的生长,减少碳的释放,从而改善有机质的存留。

微生物生物技术可以为可持续发展提供解决方案,微生物技术同样为实现联合国17个可持续发展目标中的许多目标提供了实用的解决方案(化学品、材料、能源和补救措施),解决贫困、饥饿、 健康 、清洁水、清洁能源、经济增长、产业创新、可持续发展等问题。毫无疑问,通过提高公众对全球变暖中微生物的主要作用的认识,即通过实现 社会 的微生物学素养,无疑会促进对此类行动的支持。

7 总结

微生物对固碳做出了重大贡献,特别是海洋浮游植物,它们固定的净CO 2 与陆地植物一样多。因此,影响海洋微生物光合作用和随后在深水中储存固定碳的环境变化对全球碳循环具有重要意义。微生物还通过异养呼吸(CO 2 )、产甲烷(CH 4 )和反硝化(N 2 O)等作用对温室气体排放做出重大贡献。许多因素影响微生物温室气体捕获与排放的平衡,包括生物群落、当地环境、食物网的相互作用和反应,特别是人为气候变化和其他人类活动。 直接影响微生物的人类活动包括温室气体排放、污染、农业活动以及人口增长,这些活动促进了气候变化、污染、农业活动以及疾病传播 。人类活动改变了碳固定与释放的比率,将加速气候变化的速度。相比之下,微生物也提供了重要的机会,可以通过改善农业、生产生物燃料和修复污染来补救人为问题。

为了理解可控范围内小规模相互作用的微生物多样性和活动如何转化为大系统通量,重要的是将研究结果从个体扩展到群落,再到整个生态系统。为了了解世界各地不同地点的生物地球化学循环和气候变化反馈,我们需要关于推动物质循环的生物(包括人类、植物和微生物)以及调节这些生物活动的环境条件(包括气候、土壤理化特性、地形、海洋温度、光和混合)的定量信息。

现存的生命经过了数十亿年的进化,产生了巨大的生物多样性,而微生物多样性与宏观生命相比实际上是无限的。 由于人类活动的影响,宏观生物的生物多样性正在迅速下降 ,这表明动植物物种的宿主特异性微生物的生物多样性也将减少。然而,与宏观生物相比,人类 对微生物与人为气候变化之间的联系所知甚少 。我们可以认识到微生物对气候变化的影响,以及气候变化对微生物的影响,但我们对生态系统的了解并不全面,因此,在解释人为气候变化对生物系统造成的影响方面仍存在挑战。由于人类的活动,正导致气候变化,这对全球生态系统的正常行驶功能造成影响。在海洋和陆地生物群落中,微生物驱动的温室气体排放的增加,并积极地反馈给气候变化。忽视微生物群落对气候变化的作用、影响和反馈反应可能导致会导致对人类的发展造成威胁。目前迫切需要立即、持续和协调一致的努力,明确将微生物纳入研究、技术开发以及政策和管理决策当中。

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