人体微生物8

在我们记忆里,人类的朋友,包括拉货的马,耕地的牛,看门的狗,捉鼠的猫,除此之外,和我们共同进化的还有身上的细菌,这一次就说说和我们人类的肠道菌群,也就是人体微生物组。

老人们常说,不干不净,吃了没病,而现代科学则要求我们饭前、便后要洗手。当古老的智慧遇到现代科学时,我们该如何作出选择?

先说一个事实吧,一个正常体重为120斤的人,微生物占到4斤,它是体内长期定居的常住人口,繁衍,生存,辛勤工作。

从基因角度上看,人体的基因组有2万多个基因,而体内常住的生物基因数量为988万个,是人体总基因数的500倍。

基因可以决定我们身高的上限,嗅觉的灵敏度以及酒量的多少。而人体生微生物能够生产维生素,氨基酸以及各种能量,协调免疫系统追杀入侵的病原体,调控情绪和欲望。

公元三世纪,希波克拉底提出了“所有的疾病都始于肠道。”

而今,当追求独立自主的我们知道,体型胖瘦,口味甜辣,心情好坏,与孩子的亲疏,爱人的和离,都是由微生物参与并决定的,我们还会如此坚定的坚持自我吗?

我们的许多能力并非来自自身的基因,而是来自体内的微生物,共生了上百万年的肠道菌群,它们和我们一起进化,一起适应我们所改变的环境,甚至影响到我们的基因表达。从某种意义上说,人就是一台被万千微生物驱动的动物机器人。而每个人身体的菌群又和我们的指纹一样,每个人都各不相同,各具特色。

2007年,美国宣布启动人类微生物组计划。

2020年1月顶级期刊《自然》把微生物组列为了年度10大值得关注的生物科技。

既然身体的菌群这么重要,那下面就来仔细看一看他们是如何分解纤维来给我们提供能量,帮助我们消化海苔,以及由于生产方式(顺产与剖宫产)的不同引起的菌群失衡所带来的代谢糖尿病和肥胖疾病。

遇事不决,量子力学,机制难寻,肠道菌群。

既然微生物对我们人体如此重要,那么人体缺少微生物会如何呢?微生物又是如何帮助我们的?微生物组又是如何传递的?

据科学研究,如果把小鼠身上的微生物减少,小鼠会出现消化不良,免疫系统异常睡眠,情绪错乱等情况。

在人类而言,历史上曾出现一个泡泡男孩,天生存在免疫力缺陷,一出生便被放进了太空舱般的无菌环境,在外面行走也会穿上太空服般的防护服,直到12岁去世。

正常人体的体温是37℃,但在新冠时期我们检测体温时,发现很少能超过这个温度,一般体温都在36.4之间,这个情况在19世纪以来便一直存在,全球人类的平均体温都在下降。

人体肠道微生物代谢产生的能量,每天可达1400千卡(革兰氏阳性菌,就是专门升高体温的微生菌)。面对人体体温降低的趋势,科学家推测,由于人类使用抗生素治病,建立了先进的卫生设施。在消灭了很多病原体的同时,也让人体微生物在数量和种类上大幅降低。

看似纷繁复杂的微生看世界,其实也存在相互对抗,制衡作用。

在我们口腔中存在着A核梭杆菌和B中间普雷沃氏菌,它会在牙齿上形成牙菌斑,而C牙龈卟啉单胞菌会分解蛋白质氨基酸。

变异链球菌会产生乳酸,让我们牙齿形成龋齿,而怕酸的自链球菌会分泌过氧化氢,去抑制变异链球菌;而乳酸中产生的寡发效链球菌也会直接分泌过氧化氢直接作用变异链球菌。

在肠道内的好多微生物菌,不仅可以生产分解多种植物的酶,还可以直接产生B族和K族的维生素。

又如:金黄色葡萄球菌是一种致病菌,如果身体里有枯草芽孢杆菌的话,就会没事。

我们身体里存在这么多的细菌,有好也有坏,都在一定的数量范围内相互制衡着,某一种数量多了,打破平衡,对身体就会产生危害。就像闯入澳大利亚的兔子,引发了当地的生态灾难。

每一次的生病,就是一次微生物生态系统的失衡,每一次病愈,也是微生物世界重新达到一种平衡。

人类的基因可以遗传,同样,微生物也是如此,不过微生物不仅能垂直传递,还可以横向传递。人类在繁衍后代的时候,母婴之间通过产道,母乳喂养等方式,进行菌群的传递,从这个意义上说,每个孩子和母亲不仅是血脉相连,更是菌脉相连。人体微生物还可以通过亲密的接触来传递,所以中国孩子的生物菌群分布更具有中国的特色,身上的第2菌群特征更趋向于奶奶或者姥姥。

一对相爱的男女在接吻的过程中可以交换8000个微生物,从这个角度上说,夫妻相的由来是不是也找到了微生物的科学基础?

一方水土养活一方的人,肠胃不好的人到了外地难免会水土不服,有经验的人遇到这个情况,到了外地会吃点本地的豆腐,培养一下体内的生物菌群,问题便会迎刃而解。

当然这个小技巧对于我们长期生活在本地的人来说,并没有真实的经历,如果有机会出去,碰到的类似困扰问题,倒可以亲身的尝试一下。

吃是人的基本欲望之一,遇到好吃的根本没有停下来的时候,直到吃的撑了,才想起吃饭七分饱的生活格言,现在我们就从微生物组的角度,来给不自律找一个科学的借口。

人的食欲是由体内的激素和神经递质作用上,共同调节完成的。

去甲肾上腺素的增多可以激发人的食欲,乙酰胆碱能够影响人对水的渴望 五羟色胺和多巴胺会给人带来吃东西的满足感。在所有感觉的下面,其实是各种化学元素的推动。

在人体的肠道微生物组中,大肠杆菌和芽孢杆菌可以分泌去甲肾上腺素和多巴胺,链球菌和肠球菌可以产生五羟色胺,芽孢杆菌和乳酸菌也可以产生乙酰胆碱和多巴胺。在身体中还存在一条菌肠脑轴,专门在微生物与大脑之间互动信号。

神经递质有了,通道也有了,剩下的就是大脑决策了,有时候我们觉得大脑说了算,其实好多时候是微生物出的主意,大脑只是个执行者而已。

遇到好吃的,嘴馋了,收不住,这个不是我不想停,是肚子里面的微生物菌不让停下来,不是我不想自律,是肚子里的微生物失去平衡了。人的自律,要从养好一肚子的微生物菌开始。

微生物组不仅影响影响人的各种欲望,还进一步影响人的情绪。

在人体中有一种快乐的激素,叫做内啡肽,它可以调节人的情绪。而五羟色胺的失衡减少,就会引起抑郁症的发生。

据科学家观察,在一个人得抑郁症之后,身体肠道中的拟杆菌会增加,毛螺杆菌会减少。而这些肠道微生物的存在,会大量的分泌神经递质,分泌激素,其中嗜铭细胞可以分泌五羟色胺。也有人做个个实验,通过服抗生素,将肠道微生物组清除,血液中的五羟色胺减少了60%,于是小老鼠变得抑郁了,而把微生物所恢复的正常,情绪又变好了。当然了,所有的实验都是在小老鼠协作下做的,现在不会有人敢冒天下之大不韪,明着拿人体做实验。

干预微生物组就能干预生物信号,反之,干预生物信号也能干预微生物组。他们之间是相互可逆的,微生物组与情绪的影响也是双向的。

从情绪的角度上看,大脑与肠道之间的沟通渠道有三条:

1内分泌系统,它的主要通路是内分泌细胞产生生物信号,生物信号进入血液,血液进入大脑,然后影响情绪的变化。

2 迷走神经系统,它是身体长度最长,分布最广的脑神经,布满了人体的整个胸腔和腹腔,它可以控制心跳,肠胃蠕动以及肠道消化液的分泌,它的特点是直连,且上传的信号比下载的信号要多得多。

第3是淋巴系统。

淋巴系统会将肠道内传递的炎症信号直接传输到大脑,然后大脑引起炎症,最后产生抑郁情绪。

抑郁症患者普遍存在胃肠道疾病,而肠炎病人的情绪常常有抑郁焦虑的现象,所以肠发炎就会引起脑发炎。

中国是个胃病的多发地区,采用成熟的医疗技术,大量抗生素来杀死胃里的螺门杆菌的同时,也会顺便杀死肠道内的一些细菌,使体内的肠道菌群失衡,一些人因此出现了服药后的后遗症,情绪变得暴躁。

在小孩的输液的时候,夜药中的药物不仅杀死病菌,也会杀死肠道内生物菌群,破坏体内的生态平衡,这时,有经验的医生会给小孩开一点双歧杆菌,来补充失衡的生物菌群。

就传染病来说,青霉素可以杀死致命的细菌。

通过研究30多对基因一致的同卵双胞胎,发现有一人得病一人没得的情况,比如说多发性硬化症。这是一种中枢神经的系统疾病,患者发病时会感觉到腿手很笨拙,也会有视觉障碍,眼球活动时会很疼痛,甚至失眠,显然从基因层面来解释是解释不通的。

我们去追踪疾病,最终是要追踪到准确的致病机制,人类常见的疾病有50多种,但在机制上已经和人体生物组密不可分。

比如说二型糖尿病,肥胖,高血压等等。

二型糖尿病是一种器质性疾病,是胰岛细胞分泌出现了问题,产生不了足够的胰岛素,使体内的血糖降下来,2018年。有一个新的研究,发现胰岛是由于微生物组的信号误导,一直在超负荷工作,直到活活的累死,和基因的关系不大。

在生活中我们常吃的豆制品,牛肉,玉米中有一种叫做左氨酸的物质,在肠道微生物主分解可以成为一种丙酸咪唑,而这种物质就专门抑制胰岛素。从这一点上来说,通过调节食物也是一种治疗糖尿病的一种新的方法。

肥胖确实是个问题,即使是你自律,管住嘴,迈开腿,努力了之后,你依然会胖。

通过对双胞胎的观察,他们有比朋友更加密切的生活习惯,仍然会有一个胖一个瘦的现象,通过将其体内的微生物组给小鼠移植注射,发现微生物组的不同也会引起胖瘦的变化,我们由此可以得出一个结论,胖瘦和微生物也有关系。

2020年3月,通过对几千个芬兰人近15年的追踪,发现对肠道微生物组的大肠杆菌和沙门氏菌等细菌的观察。对结肠癌的预测可以高过基因50%的预测率。

高血压也是如此,我们都知道高盐饮食会引起血压的变化,但在这之前,通过检测,有害的菌已经增加,而有益菌已经减少。通过调节干涉体内的生物菌群,也许是未来治疗高血压的一个方法和方向。

微生物的体型并不大,只有微米级别,也就是一毫米的1‰。好多时候可以忽略不计,不过当无数个微生物凑在一起,力量就不可以忽略。

正常一个成年人的体内有4公斤的微生物,这些微生物在体内没有和人体的免疫系统发生战争,免疫系统也没有对它们痛下杀手,原来是在千百年的进化过程中,免疫系统和微生物形成一种共生的关系,对身体好的微生物,在身体里存活下来,对身体有害的。微生物不是比身体清除,就是和宿主一起消失在时间的长河中。

这次还是通过小鼠的实验,把小鼠体内免疫系统的一层粘液去掉。让微生物直接去感染肠道细胞,小组内的原生粘膜细胞就会和沙门氏菌抢夺营养,从而限制沙门菌的繁殖,保护减少小鼠患病的几率。

我们身体的免疫系统分为体内和体外两部分,在我们的皮肤屏障,鼻腔粘膜,都存在着大量的微生物,这些微生物每天都在上演着维持身体健康的战争。比如白色念珠菌会抑制让皮肤长痘的马拉色菌。肠内的。乳酸乳球菌产生的乳酸菌a可抑制多种致命病菌。

在身体里的不同位置,当好的益生菌占据有利的地位,坏的微生物便没有了存在的空间。

当身体受到微生物的入侵时,微生物会帮助免疫系统进行识别,贴出标签,让免疫系统对入侵者痛下杀手,如果免疫系统能力不足,微生物只会直接参加战斗。例如体内的白色念珠菌会直接杀灭幽门螺旋杆菌。

在人体的免疫系统中,不光是一个系统在战斗,微生物在体内也起到了协助的作用,它在激发免疫系统的各个环节,提高免疫系统的抵抗能力,也起到了不可替代的作用。从这个角度上说,在传承后代的方式上,采取自然顺产,做好菌菌传承,还是很有必要的。

在美国,5000种候选药物中只有一种能被FDA批准上市,成功率只有0.02%。大多数新药的研发,都是卡在动物实验到临床人体实验这个阶段,这其中的很大关系和人体的微生物组有关。

2019年自然杂志上的一篇文章指出,研发用的小白鼠,因为体内太过干净,缺乏必要的微生物。以至于实验环境与人体的实际微生物的环境相差太多了,失败率高的结果也就不言而喻。

在0.02%的成功率里面,还有一种情况是你有效,而而我没有效情况。典型的例子就是针对皮肤癌,肺癌,肾癌的pd-1单抗免疫抑制剂,在同样的药物,皮肤癌的病人之间从治疗到复发,相差时间达一倍很多,效果好的400天,效果差的只有180天。进一步研究发现,在效果差的病人体内,肠道内的拟杆菌特别多。

2019年,以色列的研究者,进行了肠道内微生物菌的移植。把效果好的病人里面的微生物菌移到三位效果差的身体里面,移植后效果差的病人有了很大的改善,成绩斐然。

在服用pd-1效果好的患者体内,发现有含量较高的柔嫩梭菌,阿克曼菌,长双歧杆菌。这些微生物菌也在默默的左右着干扰素。在病人体内发挥的效力。

药物在身体内起效的过程,本质上就是一个生化过程,在这个过程中,酶是个关键因素。

而人体的微生物组在制作酶的种类,数量就达到了百万级别。

同样的,肝脏的代谢也需要酶的参与,如果酶少了,肝脏就不能正常的代谢,药效也会大打折扣。

我们常见的止痛药布洛芬,就是女生痛经常服用的那种。人体中有一种鞘胺醇单胞菌,它会分泌葡萄糖苷酸酶,而这种酶会将布洛芬失效。

在我们常用的一种药,扑热息痛,在进入体内之后,体内的微生物会分秘一种叫做甲酚的物质,会和它争夺同一种酶,药效也会受到影响。

2019年美国耶鲁大学做了一项研究,大概有271种临床用药中的2/3的药物,会在微生物转化过程中失效。

这让我想起了中国传统医学中一种叫巴豆的物质,作为一种泻药,在老鼠身上这完全无效,老鼠可以把它作为糖豆一样啃着吃。

当然了,微生物也不是一直在和药物做对抗,它还有个助力的情况。

抗菌药,柳氮磺胺吡啶,经过体内微生物的助力会成5-氨基水杨酸,治疗肠道溃疡真的有奇效。

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