消化道里的特别“器官”

消化道里的特别“器官”,第1张

-   北京自然博物馆 -

-    消化道里的特别“器官”  -

我们的体表有微生物,我们的体内也有微生物,我们的身体实际是自身细胞与微生物细胞共存的集合体。根据最新的统计,我们身体里的细数量与自身细胞数量的比例为1.3:1,细菌总质量约0.2公斤。而这些微生物的主体就是在我们肠道中的菌群,或者叫消化道菌群(gut microbiota),总重量与小型器官相当,与我们共生,其对我们的影响也被视为与器官相匹配——它们的存在,是我们身体功能的进一步延伸。

消化道里的特别“器官”,图片,第2张

肠杆菌 图片来源:Public Health Image Library(PHIL)

微生物联合体

在我们消化道中的微生物主要是细菌,大约有500-1000种,它们的种类相对稳定。其中,那些数量占优势的细菌被称为主要菌群,主要有拟杆菌(Bacteroides)、优杆菌(Eubacterium)、双歧杆菌(Bifidobacterium)、瘤胃球菌(Ruminococcus)和梭菌等。大约在3岁的时候,我们肠道中的菌群结构就已经基本成熟,和成年人比较相近了。

一般来说,我们自身的基因、接触的环境以及饮食习惯会影响肠道菌群的结构。如顺产婴儿肠道菌群与母体产道相似,而剖腹产没有经过产道,婴儿肠道菌群则有一些变化。这充分表明了环境接触对人体肠道菌群定植的影响,也是为什么一些医院会用母亲产道的浸染物去擦拭剖腹产新生儿身体的主要原因。当然,我们的肠道自己也有一定的选择能力,可以通过分泌各种物质对肠道菌群的成分进行调控,并且改变它们的空间分布。

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图片来源:/news/1615766.html

我们的机体确实在调控着肠道菌群的活动,非常认真地将它们视为身体的外延。肠道能够产生大量的小RNA分子,这些分子被发现可以进入细菌细胞内,与其基因组发生作用,以调控细菌基因的表达,影响它们的生长。这意味着我们的肠道正在指挥着它的居民进行生活规划,并以某种形式向我们反馈。也正是因为肠道菌群不仅作用巨大,而且与我们的身体有着密切的互动,乃至相互调控,我们之间已经突破了简单的共生关系,近年来,它们才被越来越视为身体的某种特殊器官。

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消化道菌群与肥胖有关

图片来源:

Gut microbiota and obesity.png - Wikimedia Commons

承担功能的菌群

有证据表明肠道菌群和人体之间存在着多种相互作用机制,对我们的身体有很大的影响。菌群会影响我们免疫系统的发育,会影响肠上皮结构的完整性,也会影响与肠有关的各种功能,如肠-肝功能、肠-脑功能等。涉及到的功能非常之多,不妨举几个例子。

研究显示,它们和Ⅱ型糖尿病之间存在明显的关联。在我国Ⅱ型糖尿病人群中,肠道罗斯氏菌(Roseburia)和柔嫩梭菌(Faecalibacterium)等主要产丁酸梭菌的菌群显著低于正常人群,而条件致病菌肠杆菌(Enterobacteriaceae)的菌群代谢产物的水平则要高于正常人群。一些作用机理也正在被揭示出来,似乎存在多个与肠道菌群有关的生理通路,共同推动了人体对胰岛素的抗性。其结果,胰岛素对人体血糖平衡的调节效果减弱,从而引发了疾病。

消化道里的特别“器官”,图片,第5张

图片来源:

/news/baiji_news/0829364447.html

此外,肠道菌群对于免疫系统的调节也相当显著,它们产生的各种代谢产物会调控宿主的免疫反应,如某些免疫细胞的成熟和分化、细胞因子的释放等。如肠道菌群产生的吲哚等物质有增强肠炎抵抗力的可能。此外,肠道菌群产生的一些分子有可能也存在跨物种的调控能力。这些分子有可能会缩短肠道寄生线虫的寿命,但这有待进一步确认。

消化道里的特别“器官”,图片,第6张

蛔虫 图片来源:

https://zhuanlan.zhihu.com/p/111955287?utm_source=wechat_timeline

维持菌群,慎用抗生素

肠道菌群的平衡不仅能够维持我们身体的基本健康,同样也能够帮我们抵御病原体的入侵。通常,相比入侵的病原体,肠道菌群更能适应肠道产生的抗菌肽,它们自己也在产生抗菌物质以加强这种对致病菌的抑制能力。但是,当前有一个难题摆在我们面前,那就是抗生素的使用。一方面,我们需要抗生素来对抗侵入身体的致病微生物,另一方面,抗生素也无差别伤害了肠道菌群,进而可能诱发菌群的失衡、失调。

事实上,很多由艰难梭菌引起的肠炎就是以患者大量使用抗生素为前提的。想要从一次破坏中恢复过来,需要相当长的时间,有些情况甚至终生都无法完全恢复。对于那些肠道菌群被长期使用各种抗生素而破坏得几乎无法恢复的情况,可以考虑直接进行肠道菌群移植操作。尽管相比器官移植要容易得多,但目前其相关操作还是存在一定风险的,特别是其历史不够长,一些操作还不够规范和成熟。如之前曾有进行肠道菌群移植时,造成多重耐药菌感染的例子。

消化道里的特别“器官”,图片,第7张

图片来源:

https://ecoapp.qianzhan.com/detials/200220-b4f720da.html

也正是因为这些问题,抗生素的使用要格外谨慎,我们要在必要的时候选择合适的抗生素种类和剂量,不能过量、过度使用抗生素。

消化道里的特别“器官”,图片,第8张

图片来源:

2022

 12.10 

作者简介

冉浩:动物研究者,珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室(广西师范大学)客座研究员,中国科普作家协会会员,著有《寂静的微世界》《诡异的进化》《动物王朝》《蚂蚁之美》等。

消化道里的特别“器官”,图片,第9张

作者:冉浩

专家审校:童心(北京自然博物馆科研部)

责任编辑:郑钰

编辑:付琦

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