青春期，是人生旅途中一段充满奇幻色彩与巨大变化的旅程，它是成长的必经之路，也是塑造未来的关键时期。在这个特殊的阶段，青少年的身体仿佛被注入了一股强大的力量，开始了迅猛的生长与发育。身高的突增、体重的变化，让孩子们仿佛在一夜之间从稚气未脱的孩童变成了身姿挺拔的少年少女。青春期心理上的变化同样令人瞩目，处理不当，会对孩子的身心健康产生不良影响。
青春期的肠道菌群也是影响孩子健康成长的一个关键因素。肠道菌群初被认为是在生命早期发育成熟，接近成人的水平。生命早期肠道菌群的形成确实有助于宿主的健康生长，并且对宿主健康具有终身影响。青春期是童年和成年之间的发育时期，也是健康成长和成熟的关键时期。青少年肠道菌群的组成不同于儿童和成人，肠道菌群在青春期会继续向成人发育，青春期的肠道菌群对健康发育也至关重要。
人体肠道中生活着数以万亿计的微生物，它们与人类宿主和谐共生，互惠互利。从出生到死亡的生命每一个阶段，肠道菌群作为身体的一个动态组成部分，受到宿主遗传和外部因素（比如运动、饮食和药物）的影响。肠道菌群及其产物在宿主发育和生理中起着至关重要的作用。
肠道微生物来源的配体和代谢物会影响多种宿主细胞功能。微生物成分，比如脂多糖、核酸和鞭毛蛋白，作为微生物相关分子模式，通过与模式识别受体结合发出信号，刺激宿主免疫系统。肠道微生物也会表达一些细菌酶，这些酶可以产生促进或抑制微生物生长的反应产物，干扰微生物细胞通讯，并降解由宿主产生或通过饮食摄入的碳水化合物。
肠道菌群代谢物可能是从头合成的，比如支链氨基酸和多胺，可能是利用膳食成分合成的，比如短链脂肪酸和色氨酸分解代谢物，也可能是通过修饰宿主胆汁酸产生的。胃肠道中的微生物代谢物可支持消化并促进宿主免疫。此外，肠道微生物代谢物也可在肠道以外的远端组织中作为效应分子发挥作用，影响神经生物学、肥胖和骨细胞功能。
宿主和肠道菌群之间的相互作用对于建立稳态、平衡的关系至关重要。肠道菌群失调是指宿主与微生物群落之间的关系失衡，通常与微生物多样性减少和宿主免疫反应状态失调有关。外部因素，比如高脂肪饮食、缺乏运动和抗生素的使用，都可能导致肠道菌群的紊乱。在健康情况下，肠道菌群对这些干扰具有抵抗力，可以防止持续的肠道菌群失调。肠道菌群的高度微生物多样性和高水平的功能冗余可以阻止那些促进肠道菌群失调的机会性微生物过度生长。然而，如果在发育的关键窗口期发生扰动，比如婴儿期和青春期，肠道菌群从生态失调中恢复的能力就会受损。肠道菌群失调是人类疾病和病理生物学的重要因素。
青春期发育
青春期是发生在童年和成年之间的一段发育时期，大约从11岁到21岁。青春期发育是一个认知、行为、代谢和身体发育的动态时期，对整个生命周期的健康和疾病都有影响。从童年到青春期的过渡是由神经内分泌轴的重新激活和青春期发生的激素变化所驱动的。通常，女性的青春期和相关的发育变化比男性发生得早。
肾上腺功能初现是下丘脑-垂体-肾上腺轴的重新激活，它刺激肾上腺雄激素（比如脱氢表雄酮）的产生，从而导致第二性征（比如阴毛和体味）的初始表现。性腺功能初现是下丘脑-垂体-性腺轴的重新激活，它刺激性腺（睾丸和卵巢）产生性激素，比如睾酮和雌激素。性激素的升高会促进第二性征的发育，是生殖成熟所必需的。
青春期的初外在迹象包括女性乳房发育和男性生殖器发育。这些外在第二性征的发育是由性激素的增加所驱动的，女性的平均发生年龄为10岁，男性为11.5岁。
青春期性激素的升高也会导致生长激素的显著增加，而生长激素会刺激胰岛素样生长因子1（IGF-1）的产生。在青春期，性激素、生长激素和IGF-1水平的增加有助于健康的大脑发育，促进骨骼生长和骨量自然增长，并诱导能量平衡和身体组成的变化。
青春期性成熟是青春期的标志。临床研究已经发现，雌激素和睾酮水平与肠道菌群组成和多样性的差异有关。此外，肠道菌群可以差异性地代谢和改变性激素，影响宿主生理。因此，性激素和肠道菌群之间存在双向相互作用，可能对青少年的健康成长和成熟产生影响。
近的临床研究表明，肠道菌群在青春期会持续发育，这与青春期性激素的变化有关。在发育的关键窗口期，肠道菌群的持续和反复变化会损害肠道菌群的恢复能力。因此，青少年肠道菌群的外源性破坏可能导致稳定的肠道菌群失调，对宿主健康产生持久的有害影响。
肠道菌群与青春期大脑发育、认知和行为
早期的临床证据已经证明了肠道菌群和大脑之间的关系，临床研究揭示了肠易激综合征患者存在某些精神疾病共病，因此，肠道菌群与神经系统疾病的发生之间存在关联。盐酸万古霉素诱导的肠道菌群变化与慢性肝性脑病患者预后的改善有关，进一步证明了肠道菌群在神经系统疾病中的作用。
青春期是神经可塑性和神经解剖学成熟的动态时期。在青春期，神经元轴突髓鞘形成和突触修剪的增加导致白质相对于灰质的增加。青春期的大脑发育对整个生命周期的认知、行为和神经病理障碍的风险具有重要影响。
青春期肠道菌群参与调节控制内分泌应激反应的神经发育过程。青春期无菌小鼠与拥有正常菌群的小鼠相比，在束缚应激下，大脑皮层和海马中的脑源性神经营养因子降低，血浆促肾上腺皮质激素和皮质酮水平升高。给这些青春期无菌小鼠移植健康的菌群后，它们所表现出的过度的下丘脑-垂体-肾上腺应激反应会被减弱。相比之下，给成年的无菌小鼠进行粪菌移植则不能纠正其增强的应激反应。随后对雄性BALB/c无菌小鼠的研究表明，青春期肠道菌群可以减少无菌小鼠的焦虑样行为和自发活动。因此，青春期肠道菌群作为神经发育过程的一个重要调节因素，对应激反应和行为很重要。
抗生素对青春期肠道菌群的破坏会影响成年后的神经调节、认知和行为。抗生素并不能完全清除肠道细菌，但是会大量减少和重构肠道菌群。抗生素的使用一方面会降低海马中脑源性神经营养因子的表达，这对神经元的可塑性至关重要；另一方面会降低下丘脑中的催产素和加压素，它们是对社会认知和行为至关重要的垂体神经肽。同样，抗生素也会损害认知和导致焦虑样行为失调。
抗生素引起的青春期肠道菌群的破坏缺乏恢复力，并且在成年期会表现出持久的神经行为影响。给青春期而非成年期的雄性小鼠使用抗生素，会导致肠道菌群组成的持续变化，杏仁核基因表达严重失调，并增加焦虑样行为。
压力对青少年神经发育具有不利影响，外源性改善青春期肠道菌群可以帮助减轻压力对认知和行为的相关影响。给慢性压力的青春期雄性Wistar大鼠喂食富含ω-3多不饱和脂肪酸和维生素A的饮食，可以阻止应激引起的肠道菌群组成的有害变化、海马脑源性神经营养因子的表达减少和青春期认知记忆的损害，这些影响在成年后一直得到改善。在青春期啮齿动物模型中，补充益生菌可以减轻应激对神经信号、行为和认知方面的促炎作用。人类志愿者补充益生菌也可以减轻应激引起的唾液皮质醇水皮和焦虑的增加。
肥胖者与身材苗条的人相比，肠道菌群组成发生了明显的改变，它们从饮食中获取能量的能力增加。粪菌移植研究表明，与移植来自苗条受试者的肠道菌群相比，给成年无菌小鼠移植来自肥胖受试者的肠道菌群会促进全身脂肪的增加，因此，肠道菌群可以调节代谢，并有助于肥胖的病理生理。青春期激素的变化也会影响能量平衡，影响身体组成的变化。青春期肠道菌群在代谢健康和疾病中的作用也越来越受到关注。
数据显示，我国6-17岁的儿童青少年超重肥胖率近20%。比较肥胖与正常体重青少年肠道菌群的临床研究表明，青春期肥胖会导致肠道菌群的丰富性、多样性和组成发生完全不同的变化。
肠道菌群组成的变化可导致肠道微生物酶促过程和代谢物的改变，从而影响宿主的代谢。肥胖青少年的肠道菌群在氨基酸、胆汁酸和短链脂肪酸代谢方面存在功能改变，这些改变与宿主代谢的变化有关。
饮食会影响肠道菌群组成和营养物质的微生物代谢，从而影响宿主的代谢。西式饮食富含精制碳水化合物、动物蛋白和脂肪，而地中海式饮食则富含水果、蔬菜、全谷物、豆类和坚果。粪菌移植研究表明，与移植来自典型地中海式饮食的个体的肠道菌群相比，给成年无菌小鼠移植来自典型西式饮食的个体的肠道菌群会导致更多的脂肪沉积。西式饮食引起的肥胖与肠道菌群的改变有关，而这种改变可以通过饮食调节来逆转，因此，饮食可以调节肠道菌群对宿主代谢的影响。
一项研究比较了吃地中海式饮食的埃及青少年和吃西式饮食的美国青少年的肠道菌群，结果表明，饮食会影响青少年肠道菌群的组成和功能。西式饮食使那些降解淀粉和蛋白质的细菌更为丰富，而地中海式饮食使参与多糖降解的细菌更丰富。氨基酸和脂质代谢相关化合物在西式饮食的青少年中升高，而短链脂肪酸在地中海式饮食的青少年中更高。
卡路里限制和体育运动可以使超重青少年的体重减轻，这也与肠道菌群组成的变化有关。 体重减轻大于4.0 kg与体重减轻小于2.0kg的受试者在乳酸杆菌属和双歧杆菌属上存在差异，因此，青春期肠道菌群组成可能有助于减肥干预的效果。一项随机、双盲、安慰剂对照试验发现，将健康苗条个体的粪便菌群移植给肥胖青少年，可导致肠道菌群组成的短暂变化，这种变化可持续12周，腹部脂肪持续减少可达26周。
在发育的关键窗口期长期接触抗生素会损害肠道菌群的恢复能力，并可能对宿主健康产生持久影响。生命早期接触抗生素会导致肠道菌群失调，这与宿主代谢的持久变化有关。同样，青春期长期接触抗生素也会对肠道菌群和宿主代谢产生持久影响。雄性C57BL/6T小鼠在青春期接受系统性米诺环素处理，以模拟四环素类抗生素治疗青春期痤疮的临床应用。米诺环素导致结肠菌群α-多样性的立即和持续减少，β-多样性和细菌属水平的变化。米诺环素还会导致肝糖原含量降低，肝脏中脂肪酸和胆固醇代谢、脂肪从头合成和糖异生途径上调，这种情况在停用抗生素后仍持续存在。
肠道法尼酯X受体-成纤维细胞生长因子15轴是肠肝内分泌轴，可抑制肝脏CYP7A1介导的胆汁酸生成，支持肝糖原存储，调节肝脂质积累。青春期米诺环素暴露会导致肝脏中Cyp7a1的立即和持续上调，这是由于回肠中成纤维细胞生长因子15水平的抑制导致的。因此，米诺环素对肝糖原和肝脂代谢的作用似乎归因于肠道法尼酯X受体-成纤维细胞生长因子15轴的持续破坏。此外，青春期接受米诺环素治疗的小鼠体内脂肪成分增加。因此，青春期长期使用抗生素可能对肠道菌群、肝脏代谢和肥胖产生持久影响。
青春期成长阶段是出生后骨骼成熟的关键时期。在青春期/青春期后的生长陡增期间，骨骼部位有显著的线性生长和强健的骨量自然增长。整个生命周期的临床研究表明，高达40%至50%的峰值骨量自然增长出现在青春期。青春期开始后，峰值骨量的35%到40%是在大约4年的时间里自然增长的，另外5%到10%的峰值骨量是在青春期后期积累的。模型研究显示，峰值骨量增加10%会使骨质疏松症的发病延迟约13年，因此，青春期骨量自然增长是一生中骨质疏松和骨折风险的重要决定因素。
肠道菌群可以调节出生后健康的骨骼生长和成熟，但这似乎也受到宿主遗传因素的影响。C57BL/6和BALB/c小鼠是具有不同遗传背景的两种小鼠。肠道菌群对生长中的C57BL/6小鼠松质骨微结构和骨量具有分解代谢作用。这些影响归因于肠道和肝脏的免疫刺激作用，它会促进参与骨吸收的破骨细胞和抑制参与骨形成的成骨细胞。无菌小鼠在青春期/青春期后的生长过程中移植入来自拥有正常菌群的无特定病原体小鼠的粪便菌群，研究表明，肠道菌群会抑制C57BL/6小鼠青春期骨量的自然增长。
与C57BL/6小鼠相反，肠道菌群对BALB/c小鼠具有合成代谢作用。与雄性BALB/c无菌小鼠相比，在微生物存在下饲养的雄性BALB/c小鼠通过上调血清胰岛素样生长因子1，促进了骨骼的线性生长。雌性BALB/c和雄性C57BL/6杂交后所生的CB6F1小鼠进行的粪菌移植研究表明，肠道菌群可通过增强血清胰岛素样生长因子1促进青春期雌性CB6F1小鼠的骨骼线性生长。
肠道菌群中的某些特定物种变化会影响健康的青春期骨骼成熟。青春期/青春期后生长期间分节丝状菌的存在对松质骨微结构具有不利影响。分节丝状菌是一种肠道共生细菌，断奶后定植于回肠，在诱导Th17型辅助性T细胞/IL-17A介导的免疫中发挥作用。分节丝状菌诱导的Th17型辅助性T细胞/IL-17A介导的免疫会促进参与骨吸收的破骨细胞以及损伤青春期骨骼成熟。总之，分节丝状菌对青春期骨骼发育具有有害影响，它在青春期肠道菌群中的传播会上调Th17型辅助性T细胞/IL-17A免疫，并促进松质骨成熟的分解代谢作用。
肠道共生微生物在小鼠青春期颅面骨骼生长和形态学中也发挥作用。无菌小鼠研究表明，肠道菌群与颅骨长度的增加和颅底长度的相对减少有关。小鼠中分节丝状菌的存在会导致额骨长度相对减少和颅底长度相对增加。总之，肠道共生微生物可作为青春期颅面骨骼生长的调节剂。
抗生素对青春期肠道菌群的干扰可能对健康的青春期骨骼成熟产生不利影响。在小鼠青春期/青春期后生长期间，抗生素诱导的肠道菌群失调会损害骨骼成熟。给青春期雄性C57BL/6T小鼠抗生素可诱导肠系膜淋巴结和脾脏的促炎免疫反应。肠道和全身淋巴组织中抗生素诱导的超免疫反应与血清促炎介质增加有关，这会增强参与骨吸收的破骨细胞，损害骨量自然增长和骨骼微结构。
米诺环素是一种治疗青春期痤疮的常见系统性四环素类抗生素。给青春期雄性C57BL/6T小鼠临床相关剂量的米诺环素可诱导肠道菌群失调，抑制成骨细胞介导的骨形成，并损害青春期骨骼成熟。但是，米诺环素并没有改变小鼠的骨骼表型，因此，它们对青春期/青春期后骨骼成熟的作用依赖于肠道菌群的变化。
米诺环素可破坏雌性小鼠的肠道法尼酯X受体-成纤维细胞生长因子15轴，这是一种支持全身胆汁酸稳态的肠-肝内分泌轴，它还会使小鼠血清结合胆汁酸（法尼酯X受体拮抗剂）上调，成骨细胞功能减弱，骨量增加减少，骨骼微结构和抗骨折能力受损。用米诺环素处理的雌性小鼠的血清胆酸刺激原代成骨细胞，也可以检测到成骨表型的抑制，这是通过法尼酯X受体信号减弱所介导的。因此，胆汁酸是肠道菌群对骨骼影响的一种新的调节剂，青春期抗生素诱导的肠道菌群失调可能对骨骼产生持久的有害影响。
青春期，既是成长的烦恼，也是成长的机遇。孩子们仿佛是即将破茧的蝴蝶，经历着身心的巨大变化，青春期的孩子身高平均每年增长约7-10厘米，体重也会显著增加。青春期的心理变化更是如同一场精彩的内心戏。在这个时期，孩子们的情绪也像坐过山车一样，时而兴奋激动，时而低落消沉，前一秒还笑容满面，下一秒可能就因为一点小事而大发雷霆。
作为家长，我们应该给予孩子足够的关爱与包容。肠道菌群在青春期大脑发育、代谢/肥胖以及骨骼的健康发育中发挥关键作用。不健康的饮食、抗生素的滥用会影响青春期肠道菌群的发育，使肠道菌群从生态失调中恢复的能力受损，影响青春期的神经发育、代谢发育和骨骼发育，对未来的健康产生持久影响。每天给孩子做几顿安全健康的饭菜，也许就是给孩子大的健康财富。基于肠道菌群的非侵入性干预，包括益生元、益生菌、合生元和后生元，也可以诱导肠道菌群的组成、结构和功能发生变化，以优化健康成长和成熟，从而促进健康。
青春期是人生中绚烂的篇章之一，让我们关爱孩子的肠道菌群，陪伴孩子们顺利度过这段充满惊喜与挑战的旅程。