來(lái)源:大象公會(huì)
人體內(nèi)微生物的數(shù)量比人體細(xì)胞總數(shù)還多,它們的基因數(shù)量更是人體的100倍,這些微生物是如何與人體相處的?
文|朱不換
你的身體里有多少微生物?
多到嚇人。
即使不把病毒計(jì)算在內(nèi),這些微生物也有大約一百萬(wàn)億,是人體自身細(xì)胞總數(shù)的 1.3 至 3 倍。也就是說(shuō),人體內(nèi)微生物數(shù)量比人體細(xì)胞的數(shù)量要多得多。如果人體內(nèi)搞一場(chǎng)細(xì)胞尺度的大選,細(xì)菌、真菌才是人體內(nèi)的主要人口。
這還只是從個(gè)體計(jì)數(shù)的角度計(jì)算。如果從基因傳承的角度看,那就更加夸張。人類只有兩萬(wàn)個(gè)基因。而根據(jù)對(duì)人體腸道菌群的估測(cè),人體中含有約兩百萬(wàn)個(gè)微生物基因,是人類基因數(shù)量的 100 倍。
如果說(shuō)基因是支配細(xì)胞活動(dòng)和繁衍的‘法典’,那么當(dāng)翻開(kāi)人體內(nèi)的基因法典,你會(huì)發(fā)現(xiàn)只有前幾頁(yè)由人類書(shū)寫(xiě),后面 99% 的頁(yè)面是細(xì)菌、真菌等微生物書(shū)寫(xiě)的。
那么,做人豈不是很可憐?辛苦奔忙,原來(lái)只是養(yǎng)活了一身的細(xì)菌?到頭來(lái),連體內(nèi)基因都被微生物給‘綠’了?
人和這些微生物到底是什么關(guān)系?人是微生物的寄生獸嗎?
人和微生物的長(zhǎng)期共生
人和體內(nèi)微生物之間是長(zhǎng)期共生關(guān)系。
而長(zhǎng)期共生的物種之間的利害互動(dòng)可以分為幾種類型:互惠(利你利我),偏利共生(我借你的光,但你沒(méi)什么損失),偏害共生(我傷害了你,但我也沒(méi)得到什么),中立(互不影響),寄生(損你利我)和競(jìng)爭(zhēng)(爭(zhēng)奪資源)。
而在人和體內(nèi)定居的微生物之間,這種關(guān)系一般是對(duì)微生物有利的。因?yàn)槟睦镉袪I(yíng)養(yǎng),微生物就會(huì)去哪里,人體為微生物提供了營(yíng)養(yǎng)和宜居環(huán)境,相當(dāng)于一片水草豐美的大地。
這樣,人和體內(nèi)微生物的關(guān)系大體可以落入左側(cè)的互惠,偏利共生和寄生三類。
比如,人和腸道短雙歧桿菌的關(guān)系是互惠。人給了短雙歧桿菌營(yíng)養(yǎng),而短雙歧桿菌可以助人防止便秘,腹瀉和腸易激綜合癥。
?酸菜,酸奶等食物富含短雙歧桿菌
人和表皮葡萄球菌等許多細(xì)菌的關(guān)系是偏利共生。健康人的體表有大量的表皮葡萄球菌,它們從人的體表汲取營(yíng)養(yǎng)殘余,但人通常也沒(méi)什么損失。
?表皮葡萄球菌
人和結(jié)核分歧桿菌的關(guān)系則是病原體寄生,結(jié)核分歧桿菌感染人體后能引起結(jié)核病。
#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
?結(jié)核病患者
健康人的身體之所以能容納百萬(wàn)億計(jì)的微生物,是因?yàn)榇蠖鄶?shù)這些微生物都在人體上和平生活,大部分時(shí)候沒(méi)什么害處,部分微生物還對(duì)人體有好處。
不過(guò),人和每種微生物之間的關(guān)系并不是固定的。朋友可以變成敵人,敵人也可以變成朋友。
甚至人體細(xì)胞中源于微生物的古老功臣——線粒體,有時(shí)也會(huì)造反。
被招安的線粒體
人類的遠(yuǎn)祖最早融合馴化的細(xì)菌,可能是線粒體。20多億年前,一枚古菌吞噬了一枚細(xì)菌,但它并沒(méi)有把細(xì)菌消化掉,而是讓細(xì)菌在自己體內(nèi)提供化學(xué)能量,充當(dāng)自己的‘發(fā)電機(jī)’。這枚被收編的細(xì)菌,就是如今遍布所有動(dòng)植物細(xì)胞內(nèi)的線粒體。
研究發(fā)現(xiàn),人體內(nèi)的線粒體與細(xì)菌普氏克立次體的基因和功能高度相似。未被馴化的普氏克立次體是流行性斑疹傷寒的元兇,而馴化了的線粒體卻在人體內(nèi)默默‘發(fā)電’,是人體細(xì)胞瞬時(shí)能量的提供者。
不過(guò),線粒體雖然已是人體細(xì)胞的細(xì)胞器之一,但也仍未被徹底同化:它仍保留了一部分自己獨(dú)特的基因片段,而人體的免疫系統(tǒng)也依然不把線粒體當(dāng)成‘自己人’。
當(dāng)人體細(xì)胞受傷破裂時(shí)候,線粒體片段會(huì)闖入血液,遭受人體免疫系統(tǒng)的集體攻擊。如果人體破損細(xì)胞釋放出的線粒體太多,還可能引發(fā)全身性炎癥反應(yīng),有可能危及生命。
人和體內(nèi)許多微生物的關(guān)系,和線粒體的情況相當(dāng)相似?;ハ嘈枰忠ハ嗵岱乐?。
當(dāng)微生物棲息在合適的器官時(shí),能幫助人消化營(yíng)養(yǎng),促進(jìn)免疫系統(tǒng)等,但當(dāng)這些微生物外泄到另一些器官時(shí),就可能引起或輕微或嚴(yán)重的疾病。
體內(nèi)微生物的分布
實(shí)際上,人的不同器官和部位,都有各自的特色菌群。這些器官不同的溫度、酸堿度、含氧量等‘水土條件’,吸引養(yǎng)育了不同的菌群。
比如皮膚上的微生物主要有丙酸桿菌、棒狀桿菌和葡萄球菌;腸道中的主導(dǎo)微生物是擬桿菌,陰道中的則是乳酸桿菌,而占據(jù)口腔的主要是鏈球菌。
人體的各個(gè)器官按照微生物活躍程度,可以分為幾檔。
微生物最稀少的地方,是子宮和大腦。子宮因?yàn)樨?fù)擔(dān)孕育胎兒的重任,具有近乎無(wú)菌的環(huán)境。因?yàn)檠X屏障的保護(hù),大腦也是微生物稀少的器官。
?大腦中的血腦屏障(毛細(xì)血管壁和星形膠質(zhì)細(xì)胞等)保護(hù)了精密嬌嫩的大腦免受血液中病原體的感染。
微生物中等活躍的地方,是皮膚,呼吸道等地方,這些地方因?yàn)榻佑|體外或交換空氣等原因,有不少微生物。
而皮膚微生物的一大功能,是生產(chǎn)體味。
每一個(gè)人都有自己獨(dú)一無(wú)二的體香或體臭。即使基因相同、面容酷似的同卵雙胞胎,各自的體味也互不一樣,因?yàn)轶w味來(lái)自皮膚菌群對(duì)汗腺、皮脂腺分泌物的作用,而每個(gè)人的體表菌群都不相同。
#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#依靠嗅聞體味,嬰兒可以辨認(rèn)出母親,父母可以辨認(rèn)出親生子女,而戀人會(huì)因體味觸發(fā)心動(dòng)的感覺(jué)。
微生物最活躍的地方,則是人的口腔、腸胃等消化道器官,因?yàn)樗鼈冏铑l繁接觸食物中的細(xì)菌,而且相當(dāng)依賴這些微生物來(lái)消化營(yíng)養(yǎng),制衡有害菌群等。
胃腸道:微生物的天堂
人的胃腸道中包含大量的食物殘?jiān)退瑢?duì)微生物來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直是流著蜜的天堂。
而許多腸道微生物可以則幫助人類消化食物,釋放出珍貴的營(yíng)養(yǎng)。它們能生產(chǎn)我們難以自然獲取的維生素,還能分解有毒有害的化學(xué)物質(zhì)。
?人體中的維生素K有近一半由腸道微生物合成
更重要的是,良性微生物能刺激腸道的正常發(fā)育和運(yùn)行。它們能激活了小鼠體內(nèi)的多種基因,讓腸道得以建立上皮屏障、分解毒素、修建血管等等。
在無(wú)菌環(huán)境下長(zhǎng)大的斑馬魚(yú)或小鼠,其腸道無(wú)法充分發(fā)育,腸壁容易滲漏,血管更稀疏,細(xì)胞再生能力也差。而喂食它們適量的微生物,則可以矯正這些弊病。
除此之外,微生物還具有一種人類望塵莫及的特異功能——橫向基因轉(zhuǎn)移。
對(duì)人類來(lái)說(shuō),基因傳遞總是縱向的,經(jīng)過(guò)生育由父母?jìng)鹘o子女,子女傳給孫輩…… 你無(wú)法通過(guò)共同進(jìn)食、輸血、接吻獲得另一個(gè)人的基因。
而微生物則不同,它們可以頻繁的直接獲得來(lái)自其他微生物的基因碎片,整合為自己的一部分。
例如,人類無(wú)法消化紫菜,人體腸道細(xì)菌也無(wú)法消化紫菜。但部分日本人因?yàn)榍О倌觊L(zhǎng)期食用紫菜,他們腸道內(nèi)的擬桿菌從紫菜上的海洋生物佐氏菌截取了基因碎片,獲得了消化紫菜的能力。
而且,人類腸道因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)豐富,微生物密集,相當(dāng)于基因交換轉(zhuǎn)移的繁榮集市。與外部環(huán)境中的細(xì)菌相比,人類內(nèi)的細(xì)菌對(duì)之間交換基因的幾率是前者的 25 倍。
這些活躍演化著的腸道菌群,對(duì)身體的影響難以估量。
它們甚至?xí)绊懭藗兎盟幬锏寞熜А?/span>
比如最常見(jiàn)的止痛退燒藥對(duì)乙酰氨基酚,不同的人服用后的效果不同,這是因?yàn)椴煌娜四c道菌群分布不同,而這會(huì)影響藥物成分的吸收效果。
而抗癌藥易普利姆瑪、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎藥物柳氮磺胺吡啶等,都需要腸道微生物輔助才能發(fā)揮作用。
而且,腸道菌群可以產(chǎn)生一系列乙酰膽堿,兒茶酚胺,γ-氨基丁酸,5-羥色胺等神經(jīng)活性物質(zhì),會(huì)間接作用于大腦功能,影響人的情緒和心境。
實(shí)驗(yàn)室小鼠在移植了嚴(yán)重抑郁癥患者的糞便后,也會(huì)表現(xiàn)出焦慮抑郁。而無(wú)菌飼養(yǎng)的的小鼠也更容易比普通小鼠患上焦慮和抑郁。
腸道菌群對(duì)人類情緒可能有類似的影響。優(yōu)化腸道菌群,有可能改善焦慮、抑郁的心境。
#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#那么,怎么才能獲得良性的腸道菌群?
良性菌群從哪里來(lái)
人體內(nèi)的微生物群,最初是來(lái)自父母。
嬰兒一出生,就會(huì)立刻被母親陰道內(nèi)的微生物定植;新生兒體內(nèi)幾乎 3/4 的菌株都可以直接追溯到母親。
接下來(lái)幾個(gè)月,嬰兒會(huì)從父母和周圍環(huán)境中獲得新的菌種。父母通過(guò)日常的撫觸、喂食、環(huán)境布置,把自己的菌群也傳給了幼兒。
在一歲至三歲之間,幼兒的腸道就可以演化到和成人相近的狀態(tài)。
那么,已經(jīng)長(zhǎng)大的人,如果體內(nèi)微生物群有缺陷,應(yīng)該怎么補(bǔ)救?
簡(jiǎn)單的食用益生菌飲品往往并不太靠譜。因?yàn)榱餍械囊嫔嬈分械娜樗釛U菌等的種類較為單一;它們往往既不是人體中的天然菌群,也難以在人體腸道中定植。
稍好一點(diǎn)的方法,是均衡飲食,把體內(nèi)的‘友好’微生物喂的飽飽的,而讓‘?dāng)硨?duì)’的微生物餓肚子。
比如某些膳食纖維可以充當(dāng)腸道益生菌生長(zhǎng)的底物,被稱為益生元。洋蔥、蒜、香蕉、燕麥等中含有較多益生元,可以適當(dāng)多吃。
相反,過(guò)量的飽和脂肪和食品添加劑如聚山梨酯 80、羧甲基纖維素,會(huì)滋養(yǎng)導(dǎo)致炎癥的微生物、抑制抗炎微生物,容易引起腸道炎癥,食用時(shí)最好克制。
而少數(shù)難治的腸道疾病患者,則需要更烈的猛藥:糞便菌群移植。比如,復(fù)發(fā)性艱難梭菌感染患者通過(guò)手術(shù)移植、膠囊吞服的方式,接納健康人捐獻(xiàn)的潔凈糞便,治療有奇效。
研究者也已開(kāi)始研發(fā)針對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎,帕金森氏病等的糞便移植療法,效果仍有待觀察。
不過(guò),糞便膠囊未免惡心,對(duì)免疫功能低下者也有較高的安全風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)健康的普通人來(lái)說(shuō),平時(shí)保養(yǎng)好自己的腸道菌群,勝過(guò)有一天不得不吃別人的翔。