微生物与人类的共生关系

作者: 段云峰

来源: 格致论道讲坛

发布日期: 2022-06-08 17:03:44

段云峰博士在演讲中探讨了肠道微生物的重要性,强调了微生物与人类的共生关系。微生物不仅帮助消化食物,还影响免疫系统和情绪。研究表明,肠道菌群的健康与多种疾病密切相关,且微生物的组成受到多种因素的影响,包括母亲的传递、饮食、环境等。演讲还提到菌群移植作为一种治疗方法的潜力。

大考之前总想上厕所,可能和“懒驴上磨屎尿多”的原因是一样的。大家好,我是段云峰。很多人都叫我肠菌博士,因为我研究的方向是每个人肠道里的微生物,也叫肠道菌群。我们每个人肚子里的微生物,就像身体里养的小宠物,它们就是肠道微生物。

大家知道,牛为什么能只吃草,而人不能吗?因为牛的肚子里面有特殊的微生物,并且牛有一个特殊的胃叫瘤胃。这个胃里边养了非常多的微生物。正是由于胃里的微生物能够分解草,所以它就能吃草。人类虽然没有这样的胃,但是人有肠道,里边也有大量的微生物。人类的肠道叫做后发酵,牛分解食物的发酵过程在胃里,而人发酵食物是在大肠。所以,大肠里的微生物帮助我们分解一些食物。

微生物有几个特征,第一个特征就是微生物的数量非常多,每个人的微生物数量可以达到几十万亿,甚至上百万亿。人体自身的细胞,远远不如微生物的数量多,并且每个人体内的微生物,可以重达一到两公斤。比如眼睫毛上的微生物的重量甚至可以达到一克,鼻腔里微生物的重量可以达到十克,而我们口腔里的微生物的数量甚至可以达到二十克。我们肠道里的微生物的数量就更多了,它的重量甚至可以达到一公斤。

微生物的数量非常多,并且功能也非常多样。每个人的基因数量大概两万多个,而人体微生物的基因数量可以达到900多万。这是人体自身细胞里边的功能基因数量的300倍,甚至500倍。而且,人体所有的微生物,最主要的聚集的部位就是肠道,占据了所有微生物的80%。每天排下去的粪便有70%是微生物,如果把粪便里的微生物数一数,它的数量可以达到数百亿,甚至上千亿。

肠道中微生物和肠道是密切接触的,它不光帮助我们去分解、消化食物,而且它们还可以教育我们的免疫系统。人体70%的免疫细胞位于肠道,免疫细胞的教育过程也是离不开微生物的,并且这些微生物还能产生大量的活性物质,帮助人体去维持自己正常的功能。

微生物和人之间的关系,实际上是一种共生关系。我们实际上是由人体和微生物共同形成了一个超级生物体。整个自然界,几乎所有的动物和微生物都存在共生关系。从最低等的鱿鱼,一直到果蝇、鱼类、老鼠还有我们最高等的人类,其实都是和微生物共生的。

微生物在我们人体有很重要的一个作用,就是帮助人体去分解和消化食物。我们吃下去的食物,在口腔里边进行咀嚼,咀嚼的过程就已经把口腔中的菌和食物进行了充分的混合。当这些食物进入胃里之后,仍然在胃里边继续消化。胃里的微生物也会和食物进行充分的混合,这些食物再经过小肠进入大肠,在大肠里会进行比较长时间的分解和消化。

人体的微生物是非常重要的。微生物的来源来自于我们的母亲。研究发现,在我们还是胎儿的时候,母亲的菌群已经开始影响孩子了。母亲口腔中的菌群、肠道里的菌群、生殖道的菌群,都能够影响到孩子身体的菌群。孩子出生的过程也是母亲把菌群传递给孩子的过程。如果孩子是顺产,那么菌群的传递就很正常。如果孩子是剖宫产,这个情况下,孩子就缺少了菌的定植。

现代研究也证明,如果孩子是剖宫产,他出生之后,他的免疫系统还有身体发育,可能会有一些延迟。而且他的菌群也会出现延迟,这种孩子更容易出现一些过敏性的疾病,比如说哮喘等。我们的母亲非常贴心的在自己的乳汁中加了一种物质,这种物质叫做母乳低聚糖。这种糖的作用就是为了让我们肠道里的微生物去分解和利用它。

在3岁之前,我们每个人的微生物实际上不太稳定,这个时候就会有非常多的因素去影响它。但是在3岁之后,随着跟同学接触、吃各种各样的食物、去各地去旅行,接触的微生物的种类和数量也会越来越多,菌群也会越来越成熟。衰老的过程也会伴随着菌群的变化,而人的一生中菌群的动态变化和人的健康状况是息息相关的。

如果菌群没有正常发育,没有保持一个稳定的状态,你的健康状况也会出现问题。现代研究已经证明,有50多种疾病都和肠道菌群的组成是有关系。比如,糖尿病、高血压、肥胖甚至自闭症、多动症、阿尔茨海默症、帕金森这类疾病,都是和肠道菌群组成密切相关。

最近也有一个非常破脑洞的实验,在一些病人死亡之后的脑标本里边检测到了微生物。通过分析发现这些病人脑子里的微生物,居然来自于肠道。现代研究发现,我们的肠道和我们的大脑存在非常非常密切的联系。现在有一个说法叫做菌肠脑轴。

肠脑可以影响大脑,大脑也可以影响肠脑。比如说,拉肚子、肚子疼,你的精神状态一定不会好;反过来说,如果你精神状态不好,压力大、焦虑你的肠道也会有反应。肠脑和大脑之间的影响,实际上还有很多的例子。比如,压力大的时候真的会导致肥胖。

人类压力大的时候,就会反映到一些激素水平上,而这些激素的分泌都会受到肠道菌群的影响。比如说压力大的时候就会产生一种应激的激素,叫抗焦虑肽。这种肽的作用就是让人压力降下来。同时这种肽也有个作用就是让你特别爱吃东西,管不住嘴。

实际上有很多方法可以改善微生物组成,抗生素就是一个非常快速和明显的改善微生物组成的一种物质。近年来,抗生素的滥用也给我们带来了巨大的灾难。有没有更好的方式呢?其实有一种叫做菌群移植,就是把健康的菌群移植给病人,进行菌群的替换。通过菌群的替换,实际上可以治疗很多的疾病。比如,刚才提到的肥胖、焦虑、抑郁这些疾病,其实都可以通过菌群的替换来修复。

最后,我想给大家提一下自己的一个感受。其实微生物看似很小,但是它里边有非常非常大的学问。当我们仰望星空的时候,天空中有大量的星星、未知的生命、未知的星球,甚至我们还在猜想在外太空是不是有生命。但是当我们回过头来看我们的肠道,看微观世界的时候,实际上也有大量的未解之谜等待我们去发现。希望大家能够参与到微生物的研究,进入人体微生物的世界。

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