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人的身体有90%的功能依赖细菌!

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发表于 2017-10-8 19:46 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
人的身体有90%的功能依赖细菌!

2017-10-06
黄力泓
菌情观察室

                               
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我们并非单独生存,每个人都是由各种不同的物种集合而成的有机体系,这些物种居住在一起,共同合作,来维持整个体系的运作。我们本身的细胞虽然在体积及重量上较大,却被其他住在我们体内及体外的细菌,以十比一的数量狠狠超越。
在人类身上寄生的微生物共有高达四百四十万个基因——这就是微生物群系,微生物的基因集合体。这些基因和我们的两万一千个基因,共同合作使我们的身体运作。
你看,你所认识的“人”,又发生了变化。


                               
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【微生物的伊甸园】
从生命的起源开始,各物种就会互相合作与利用。微生物证明了自己能在最奇怪的环境下生存,由于它们体积微小,共生的另一个生物,尤其是人类这样巨大且复杂的脊椎动物,代表的就不单只是一个巢穴,而是一个充满机会的栖息地,一个庞大的生态系统。人体的荷尔蒙变化也有高低起伏,身体状况也会随着年龄改变,对微生物来说,这里就是伊甸园。


                               
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早在我们成为人类之前,我们就和微生物一同演化。从最微小的果蝇到最庞大的鲸鱼,每个动物的身体对微生物来说都是一个大世界,尽管它们之中很多是恶名昭彰的病原体,作为这些微小生物的寄主仍然是利大于弊。
例如乳牛,就是以和细菌共生闻名。乳牛吃了草之后,如果光靠本身的基因,只能从高纤维的饮食中取得少量营养,它们需要一种称作“酶”的特殊蛋白质,来分解植物细胞壁的强韧分子。要靠自身演化来产出这些酶可能要花上千年的时间,因为必须依靠新的DNA突变来改善或产生新功能的酶。
然而只要将工作外包给分解专家——细菌,乳牛就能更快得到草的养分。乳牛的四个胃室里住着一百万兆个可以分解植物纤维的细菌,当它们反刍食物,由植物纤维形成的小球在它们如机器般咀嚼的嘴中来回滚动,并利用肠道细菌产生的酵素来进行化学分解。要获得进行任务所需的基因,对细菌来说又快又容易,按照其生长速度算下来,突变及演化通常能在一天内完成。
乳牛能够与细菌合作并获益,人类是也可以。



                               
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【人与细菌共生部落——阑尾】
阑尾,很多人认为没有可能会更好,甚至有人认为阑尾是“退化”器官。由于它容易造成麻烦事,更让大众对它“无用”的印象日渐加深。医疗机构认为它的存在毫无意义,在1950年代,切除阑尾成为先进国家最常见的手术之一,而且通常是在进行其他腹腔手术时顺道将其摘除。那时,八名男性中就有一名可能已切除盲肠,女性则是每四名就有一名。
大家应该思考一下,为什么阑尾没有在自然选择中被消灭?

                               
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阑尾,平均长八公分、宽一公分,外形呈管状。它不只是一个萎缩的肉串,里头还装满了免疫细胞,负责保护、培养并且与细菌群沟通,是免疫系统不可或缺的一部分。在阑尾内的这些细菌形成了一层“生物膜”——微生物细胞之间互相聚集、结合而形成的薄膜,排除可能会造成伤害的细菌。阑尾不是没有作用,而是人体提供细菌居住的安全场所。
就像是未雨绸缪般,这些储存在阑尾中的细菌总有一天会在突发状况时派上用场。比如发生食物中毒或肠胃感染时,藏在阑尾内的细菌可以帮助恢复肠道内原本的细菌生态。这看起来有点象是身体的保险政策。
阑尾能保护我们免于受到下列疾病之苦:复发的肠胃感染、免疫系统功能障碍、血癌、自体免疫疾病,甚至是心脏病。阑尾为细菌提供庇护,而细菌以某种方式为人类带来这些好处。



                               
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【人体里细菌的生存模式】

人体和地球一样,拥有多样的栖息环境和生态系统,地球上住着各种植物与动物,人体上也寄宿着不同的细菌群体。

从如平原般干燥、温度较低的前臂肌肤,到如森林般温暖、潮湿的鼠蹊部,以及酸性、低氧环境的胃,不同的部位拥有不同的生长环境,适合不同的细菌。即使在同一个区域里,也会聚集不同功能的细菌。
每两平方公尺的皮肤,就如同美洲大陆风景区一样丰富的生态系统,不过是以袖珍版本呈现。好比巴拿马的热带雨林之于大峡谷的岩石,在油脂分泌旺盛的脸部和背部,和在干燥、无遮蔽的手肘处,自然住着不同的细菌。脸部和背部的细菌由丙酸杆菌主宰,它们依靠密集的毛孔所分泌的油脂为生;肚脐、腋下及鼠蹊部则是棒状杆菌和葡萄球菌最常聚集的地方,它们都喜欢潮湿的环境,并且分解汗水中的氮以获得养分。
这些细菌就像我们的第二层皮,增强了皮肤细胞形成的阻隔,为人体提供双层保护。那些怀有恶意、想人侵人体的细菌,得在戒备森严的表层奋斗以占据据点,还得面对化学武器的突击。或许从嘴里的柔软组织入侵人体更加容易一些,在这里,大批的进攻者随着食物和空气一起偷渡进人体。


                               
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从嘴巴到鼻孔,试想一下其中的环境变化:从高低不平的黏稠唾液水池,来到充满黏液和灰尘的毛茸茸鼻毛森林。正如你所期望的,鼻孔是肺的守门员,住在里头的细菌群体数量庞大,约有九百多个品种,其中包含丙酸杆菌棒状杆菌葡萄球菌及卡他莫拉菌等大型细菌群继续由喉咙往下来到胃,原本嘴巴里的细菌多样性急剧下降。胃部的强酸会杀死许多和食物一起进入的细菌,只有一种细菌能够永久存活在某些人的胃里一一幽门螺旋杆菌。
它的存在或许是一项福音,同时也是诅咒。由此开始,这趟消化道之旅将从胃来到小肠,食物在此处迅速被酵素消化并吸收到血液里。在这个约七公尺长的管状器官开端,大约每毫升的肠道内容物就有一万个细菌;来到底端与大肠衔接之处,细菌量上升到一个惊人的数字:每毫升一千万个!
盲肠的外形像一颗网球,此处是热闹的细菌首府、人体的细菌中心,依附在其下方的阑尾则是细菌的安全藏身处,里头至少有四千个品种及百万兆的细菌个体,在此利用经小肠消化第一轮的食物。食物尚未被消化的坚韧部分一植物纤维一将会交由第二关结肠内的微生物来接手。


                               
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结肠占了大肠的极大部分,从你身体躯干的右边,往上横跨过你的腹腔,再转弯来到左下方。在结肠壁皱褶与凹陷处,每一毫升的肠道内容物就有一兆个细菌个体。在这里,细菌将剩余的食物转换成能量,然后被结肠壁的细胞吸收;若是没有这些细菌,结肠细胞将会萎缩并死亡。人体大部分的细胞依靠血液中的糖分来获得养分,结肠细胞的主要能量来源则是细菌分解食物时所产生的废弃物。结肠的环境潮湿、温暖,像沼泽般,某些部分完全没有氧气,还有一层非常营养的黏液,可以提供细菌在缺乏食物时使用。

我们并不孤单,我们的细菌乘客在我们身上扮演一个超乎想象的重要角色。如同杰弗里·戈登教授所说:“观察我们身上的细菌,带给我们一个观看个体的新视角,一个我们与细菌世界的关联的新认知。它们是我们在幼年生活中与家人及环境互动所获得的遗产,让我们停下来思考人类演化过程中还有这样一个重要领域。”我们必须依赖细菌而活,若没有它们,我们只是自我的一小部分。
作者:黄力泓


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