人类微妙共同演化来说,至关重要首个细菌定植不能全凭运气。所有哺乳动物,还有研究许多其他动物,比如青蛙,都会将精心挑选微生物传到后代身上,这样过程至少已有5000万年历史。演化就这样帮助微生物从代传到另代,而们每个人体内独特微生物菌落就这样形成。
多样微生物花园
土壤、灰尘、水和空气中有几万亿微生物包围着们,但它们对去新生儿体内生活兴趣寥寥。它们没有演化出相应机制在人类体表或体内存活并获得所需营养。因此人体内细菌是高度专门化,有着削减过基因,以确保没有冗余、与人类宿主重叠机制。人类与体内微生物共享38%基因。鉴于微生物从亲代传到子代现象在动物中非常常见,它对们健康肯定意义重大。[7]
女性旦怀孕,身体就开始做准备,以便通过这些特殊微生物基因传递,尽可能帮助后代生存。孕妇体内相关基因被激活,启动系列预先设定好变化过程,以确保特定激素在调控代谢和热量摄入时保存能量,在乳房和臀部囤积脂肪,增加血糖水平,储备乳汁。控制免疫系统白细胞也发生改变,因为免疫系统必须识别母体内异物——胎儿——而不发生排异反应。母亲体内微生物也发生改变,等着被传到婴儿体内并伴随他成长。这些微生物变化作用巨大。
研究者把孕妇大便接种到无菌小鼠身上,接种小鼠比未接种小鼠增加更多体重。[8]用这些无菌小鼠开展实验是科学家研究这领域常用重要方法。这些小鼠是在通氧环境里用无菌剖腹产方式接生出来,从而避免与同窝幼鼠、母鼠和其他微生物接触。研究者将它们饲养在无菌独立笼子里,喂以无菌食物并加以观察。无菌小鼠可以存活,但并不健康。它们肯定不是小鼠中佼佼者——它们身材瘦弱,脑、肠道和免疫系统都发育不良。喂养无菌小鼠开销巨大,为保持正常体重,它们需要比正常小鼠多摄入1/3热量——这说明肠道微生物在消化吸收过程中发挥重要作用。[9]
大部分细菌生活在大肠(结肠)部分。结肠位于直肠之前,长约5英尺(1.5米),吸收食物中水分。结肠前端是小肠,大部分食物和能量在这里吸收进血液。通常食物先被牙齿切碎,被唾液和胃中酶消化,再到达肠道。小肠中也有细菌,不过数量要少些,们对它们知之甚少。那些需要更长时间消化吸收食物,就从小肠进入聚集大量细菌大肠。
给无菌小鼠喂食正常菌群,几个星期后,它们仍然不能正常发育,但是如果它们出生时有正常菌群,后来再使用抗生素杀灭细菌(就像人类所做样,这带来灾难性后果),尽管它们仍不健康,但是比无菌鼠发育好得多。
细菌比基因更能准确预测肥胖
肠道细菌及肠道菌落变化,可能是导致肥胖这流行病,以及随之而来糖尿病、癌症、心脏病等严重疾病原因。研究肠道细菌DNA比研究人体全部2万个基因能更好预测人肥胖程度。随着们也开始关注病毒和真菌,预测准确性会进步提高。
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