2019年10月24日发表在《免疫学前沿》 上的一项小型研究表明,通常通过日光照射实现的紫外线B(UVB)照射增加血清维生素D水平,会触发肠道微生物组的特定有益变化,这取决于肠道菌群的变化。

一、紫外线(UVB)射线和过度使用抗生素影响肠道菌群

在很大程度上,由于现代生活方式和环境的变化,免疫和炎性疾病正在上升,一些此类疾病包括炎症性肠病(IBD)。现代的就业和工作条件可能伴随着低日光照射,包括紫外线(UVB)射线和过度使用抗生素,这两个因素驱动肠道微生物组组成的相关变化,而这些变化又与慢性炎性疾病相关。

二、维生素D对人体健康的影响

维生素D是脂溶性维生素,可增强肠粘膜细胞,从而阻止细菌和其他微生物及其毒性产物从肠道进入血液和人体组织的进入。它的屏障功能的机制是通过增强基因表达,该基因增加肠粘膜衬里相邻上皮细胞之间紧密连接的产生,生产抗菌化合物;并促进自噬以去除非功能性细胞成分。

三、紫外线促进维生素D合成

由于几乎没有天然食物来源含有维生素D,因此UVB皮肤暴露可满足我们80%的需求,这会导致维生素D的产生。增加维生素D缺乏风险的因素包括远离赤道、在室内居住和选择保持皮肤不暴露在阳光下。在这种情况下,季节性维生素D缺乏症会因冬季缺乏UVB而加剧。

维生素D的缺乏会导致环境中的炎症,从而加剧肠道营养不良,补充维生素D有助于慢性炎症。口服补品似乎还会增加肠道中某些特定类型细菌的数量。

四、紫外线、维生素D与免疫性疾病相关

有趣的是,缺乏暴露于UVB是促进慢性免疫相关炎症性疾病(如IBD)的主要因素。因此,UVB除了产生维生素D以外,还对健康产生其他影响。

简而言之,维生素D水平、UVB暴露和肠道微生物组与自身免疫性炎症性疾病(如多发性硬化症和IBD)的风险增加独立相关,这项研究试图将这三个因素联系起来。

五、研究方法

这个研究旨在探讨窄带UVB(NB-UVB)暴露对肠道微生物组的影响。

在一项试点研究中,研究了21名平均年龄为28岁的女性。他们分为两组:一组,在整个冬季,在研究开始之前,每天服用维生素D丸,剂量为每天500 IU至3500 IU,而对照组没有服用。开始时测量维生素D水平。

在研究过程中,每个参与者在一个星期内都在光疗室接受了3次全身NB-UVB暴露。随后测量血清25-羟基胆钙化固醇(25-OH D)。

在下一步中,进行RNA测序以找出第一次UVB暴露前3天和最后一次UVB暴露后3天采集的样品中粪便微生物群的组成。

六、研究发现

在第一组中,血液中UVB之前的维生素D浓度为75 nmol / L或更高,而在未补充维生素B的人群中,该浓度不足于25-75 nmol / L。因此,在紫外线B暴露有限的季节中,补充维生素D似乎是必要的,以保持足够的水平。

平均而言,在暴露于UVB后,维生素D含量显示增加7.3 nmol / L,但初始浓度越低,上升幅度越大。这相当于上升了约10%,表明UVB暴露可以有效地增加血液中的维生素D水平。

粪便RNA测序导致初始维生素D水平较低的患者肠道微生物组最初缺乏多样性。暴露于UVB后,初始维生素D较低的第一组细菌数量显着增加,而另一组则没有变化。

浓度增加的一些物种包括毛支气单胞菌科,Rikenellaceae科,Desulfobacteraceae科和一组梭状芽胞杆菌。在毛螺浓度与血清维生素d含量增加,协议与以前的研究。与自身免疫炎性疾病相比,该属与健康相关。这似乎表明,UVB可通过增加维生素D的含量来防止这种情况的发生,从而使肠道微生物组正常化。

肠道微生物组组成的季节性波动已有报道,根据这些发现,这可能是由于不同季节暴露于UVB光线的程度不同所致。例如,IBD爆发在维生素D缺乏症中很常见,这可能是由于肠道维生素D水平低而引起的营养不良。

七、皮肤会影响肠道健康

这项研究首次表明,皮肤暴露于UVB可能会通过增加维生素D含量来改变肠道微生物组的组成。研究人员发现,在健康志愿者中,这种接触会在一周内增加血液中维生素D的水平。

他们还发现,人体内维生素D水平低与肠道微生物组组成的变化有关,由于维生素D水平的增加,NB-UVB暴露后这种变化似乎已得到纠正。

科学家认为这可能是由于UVB对免疫系统的影响,随着更多的免疫细胞传播到包括肠道在内的体内不同器官,它们会释放化学物质,从而以有利于肠道和全身健康的方式塑造肠道细菌种群的轮廓。

这表明存在迄今未知的新型皮肤-肠轴,可以通过平衡的微生物组增强肠道健康。这可以帮助解释慢性自身免疫性炎性疾病对UVB暴露的反应,因为它可以帮助他们达到稳定和适当的维生素D水平。