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今天你养菌了没? 精选

已有 8798 次阅读 2012-8-13 14:35 |个人分类:付梓拙作|系统分类:科普集锦| 健康, 细菌, 真菌, 寄生, 肠道菌群

(本文已发表于“南方系”的《城市画报》。)

 

走进一个现代生物学实验室,如果有人在问:“今天你养菌了没?”那实在是再平常不过的一件事情了。今天的生物学家们研究的基因和蛋白质,都很难在试管中通过化学的方法进行合成与处理。细菌这种简单的单细胞生物是他们不可替换的重要工具,可以用来复制基因或者生产蛋白质。

实际上,细菌对于我们每一个人都是不可或缺的。很多人或许知道益生菌这个概念,专指那些固定生活在人的消化道里,对人体健康有益的细菌和真菌。但大多数人恐怕并不知道:在你肠道里的微生物细胞数量比你身体的全部细胞数量还要多,并且多了不只一两倍,而是十几倍!科学家们把这些细菌和真菌统称为肠道菌群。

其实,早在一个世纪以前,科学家们就已经知道,肠道菌群是对身体有益的。在一个实验中,生物学家对饮用水和食物进行了严格的灭菌,再喂给刚出生的小动物。结果你或许已经猜到了,这些消化道里缺少了微生物的小动物都得了各种各样的疾病。

在动物漫长的进化过程中,肠道已经适应了与肠道菌群共存的生活状态。这些微生物从食物中获取能量,繁殖自己,同时又把代谢产物供给肠道作为营养。这些细菌甚至还直接参与了免疫反应,是我们对抗某些病原微生物的第一道防线,同时又能通过分泌某些小分子调节人体免疫反应的强度。在这样紧密的共生关系中,一旦有一方消失不见,另一方也很难生活下去。有的病人由于滥用强效广谱抗生素,反而导致了严重的消化道感染,正是由于抗生素把有益的肠道菌群也杀伤殆尽了。

意识到了肠道菌群的重要性,人们开始有意识地补充益生菌,含有益生菌的食品在超市里随处可见。然而,外来的和尚未必好念经。我们肠道内的细菌大概每20分钟就会分裂一代,一直在快速地进化着。所以每个人的肠道菌群是与每个人的身体状况相适应的,并且会排斥外来的微生物,很难通过食用益生菌来简单补充。

难道就没有什么好办法了吗?科学家们在自己身上得到了答案。上海交通大学的赵立平教授在开始研究肠道菌群之前,体重已经达到了100公斤左右,并且伴有高血压、高胆固醇等健康问题。在尝试了很多减肥方法无效之后,赵立平教授偶然听到了一次关于肠道菌群的学术报告,于是决定从食物入手,通过调节肠道菌群来解决健康问题。因为不同的微生物对于食物也有不同的偏好,所以他选择了一些被认为有助于益生菌生长的食物,通过两年的坚持,减下了20公斤体重,同时健康状况也大为改观。

当然,如何科学地评价赵立平教授的减肥经历,仍然是一个复杂的问题。食物影响人体的方式多种多样,肠道菌群只是其中一个方面。不过,赵立平教授也在同时监测自己的肠道菌群种类。其中一类具有抗炎症作用的益生菌在减肥之初几乎检测不到,而两年后已经占到了全部肠道菌群的14.5%,证明肠道菌群的确受到了食物的影响。他的故事刚刚刊登在最权威的国际综合学术期刊《科学》六月份的第一期上。而这一期正是关于肠道菌群的专刊,以多篇文章集中报道了这个正变得越来越炙手可热的旧有科学领域。

至于在肠道菌群方面还存在的争议,很大一部分原因在于,我们对于自己的肠道菌群仍然知之甚少。就在不久前,美国国立卫生研究院启动了继人类基因组计划之后又一个新的大型研究计划——人类微生物基因组。其研究对象正是人体携带的全部微生物,包括肠道菌群。虽然单个细菌的基因组比人类的小得多,但考虑到它们庞大的数量以及繁多的种类,其基因总数将远远超出人类自己的基因数目。

就是这样,我们带着远比自己身体细胞更多的微生物细胞,以及远比自己基因组更多的微生物基因生活着。肠道菌群与人的共生关系,远比你在《动物世界》里所看到的那些共生关系都要来得更复杂、更紧密。或许有一天,你的孩子从学校回来会告诉你说,肠道菌群也是一个人体器官;你去医院看病时会发现一个新的内科,叫做“肠道菌群科”;在你向保险公司提交自己的基因组信息时,他们还会向你索要你的肠道菌群全基因组数据;而老北京们在胡同里碰面时也不会再问“今儿您吃了么?”,而会热情地问“今天你养菌了没?”。



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