我们的胃肠道在“思考”
2015-05-30金锋
金锋
人体是一个高度浓缩的宇宙。望远镜的发现和使用,让我们知道了现实宇宙中的太阳系和太阳系以外的星系,而显微镜和生物技术则带领我们进入了人体自己——这个庞大复杂和充满未知的“小宇宙”。人体这个小宇宙,除了我们的父母遗传给我们完美身躯之外,还附着有更加庞大复杂的微生物群。而这个微生物群包含了形形色色、无法计数的细菌、真菌以及病毒等等。直到上个世纪末,人类还一直误以为自己高度发达的头脑是这个小宇宙的核心。但最新的科学研究发现,生命的跨度和质量都并不完全是由这个自以为然的头脑所控制,甚至自己的心理和行为也不完全由头脑控制。密集的肠道微生物和肠道不仅参与食物的选择、甄别和吸收消化,甚至参与人类的思想行为、乃至生老病死的控制。人体的基因数量比任何貌似简单的植物都少,大约是水稻、玉米的一半,甚至比小麦少5倍。因为支持人类生存的,人体的固有器官和细胞部分只占少数,更多的是游离于土壤、空气和宇宙之间的,也是地球上生灵万物的创始者——微生物群。
人体除了从头到脚的外表面,还有一个我们陌生的、更加庞大的内表面。内表面主要包括从入口到出口的消化道主体,从鼻孔到肺、生殖道以及内外耳道等处。其中肠道是公认的人体最大的免疫器官,可负载微生物的表面积超过一个网球场大小,其负载的微生物重量可以超过2 000克,种类超过5 000种,数量超过6 000兆。因此,健康人体可携带微生物超过自身细胞数的10~100倍。消化道的营养、温度以及湿度让细菌有得天独厚的生长条件,因此也被认为是世界上生物多样性最高的地方。外表面的头发、皮肤、眼睛等处也都是各种不同微生物的聚集区,甚至每平方厘米的皮肤表面可负载上千个微生物,不论你是否愿意,这些微生物群都会随时随地光顾,只要你呼吸、喝水、进食、行走,数以几十万计的细菌会随之而沾染在你的皮肤表面,或者进入你的呼吸道、消化道,其中相当一部分会以利己为目的、利人为结果定居于人体,与我们一起分享食物和水,帮助清理体内的生物垃圾,为我们构建一个防止感染的生物屏障。庞大微生物群为人类生存提供的编码基因超过400万个,是人类自身基因数量的200倍以上,其基因产物和代谢物是人体正常发育所必需的物质。可以肯定地说,微生物与人的关系不是寄生,而是共生。
人类的消化道拥有比脊柱或中枢神经系统更多的神经元,长期以来被误以为仅仅控制人类的肠道消化和蠕动。实际上,数百亿以上的肠道神经元与肠道共生微生物密切接触,相互交换肠道内的生物信息。人类肠道的自主神经系统并不完全受头脑的控制,脑死亡、变成植物人的个体也并不一定导致机体死亡。微生物与肠道神经系统珠联璧合的复杂体系,科学上定义为
“肠脑”。
肠脑90%的神经纤维、密集的血管、内分泌以及淋巴系统直连头脑,负责将信息从肠道传向头脑;头脑也会通过内分泌系统向肠道反馈信息。这种从肠到脑和从脑到肠的双向链接输送系统被称为“肠-脑轴”或者“脑-肠轴”。肠脑负责向头脑递送95%全身所需的、使人愉悦和聪明的物质5-羟色胺,以及50%全身所需的、调节情感和感受的多巴胺等神经递质。与此同时,头脑也会通过视觉和其他感觉器官的反馈,经由下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴向肠道传递信号,导致肠肌释放化学物质,让肠道变得不稳定,也就是我们经常说的
“忐忑不安”。
肠脑的发现同时证明,人的很多行为并不一定来自我们自身,而可能来自肠道微生物。研究人员通过微生物的研究和大数据比对发现,很多心理疾病,包括抑郁症、焦虑症、躁狂症、强迫症、自闭症以及帕金森、老年认知障碍等,都与肠道微生物有直接关系。研究表明,这些疾病的共同表现是都伴随着不同程度的消化道疾病,也就是常见的消化道炎症或者长期的便秘或腹泻。这绝非偶然,最显而易见的证据就是婴儿的出生方式。全世界范围的调查表明,相对于顺产的孩子,剖腹产有更多的可能会造成孩子智力发育迟缓等心理疾病,因为剖腹产过程中婴儿由于没有接触产道细菌,失去了人生中最为重要的一次免疫机会,从而导致肠脑发育影响头脑发育的几率增高。
与我们的身心健康直接相关的主要微生物可分为三个大类群:拟杆菌群、厚壁菌群和梭菌群。拟杆菌群更多决定人的胖瘦;厚壁菌群则关乎人类的免疫水平;梭菌群与我们的心理疾病和生理疾病明显相关,其数量多少甚至会决定我们的脾气。通常,拟杆菌占30%,厚壁菌占60%,梭菌控制在10%以下,是一个比较理想和安定的状态。如果一味偏食,在饮食平衡上有不合理的选择,肠道菌群的比例就会偏移,从而改变人类的身心状态。
成语中所说的“脑满肠肥”或者“肠肥脑满”,都可能与过多的梭菌和过少的拟杆菌有关,这种失调多半由不喜欢吃清淡的蔬菜,而偏爱厚重肉类所造成。“放下屠刀立地成佛”的这种说法也可能与肠道微生物有关,立地能否成佛,不能只是由于放下屠刀,即使如此也不会立即就能修身成佛,更多的应该是禅食佛餐,对一个曾经躁动不安的个体有身心方面的重要影响。研究还发现,短时间的断食疗法会降低梭菌群的过度增殖,同时厚壁菌的数量显著增加,人体免疫力在自然状态中有所提升。人类的胖瘦基本上不由吃多吃少决定,而是由肠道菌群的状态决定。偏瘦或者身体健壮的个体往往肠道微生物的多样性也十分丰富。
在我们牙齿将食物嚼碎的进食过程中,食物与口腔中的消化酶以及大量的消化链球菌和乳杆菌被充分搅拌,通过食道送入胃中。反复搅拌和混合了胃酸以及各种消化液的食物随后进入小肠进行弱碱性处理,特有的微生物将进一步分解食物,然后直接将营养及微生物代谢物送入我们的血液和免疫系统。十几个小时之后,未消化食物逐渐进入大肠,20小时左右之后进入直肠,开始将被消化的食物进行脱水加工,然后排出体外。这个过程在消化道不同的部位,由不同的微生物来逐步降解食物。我们熟知的大肠杆菌,它们只在大肠中处理和转化上游小肠消化过的营养,包括转化B族维生素,让人类的神经系统更加安定。聪明的肠道是不允许大肠菌群逆向活动在小肠里的,一旦发生这种情况,肠道上游识别占错位置的细菌后会立即放水冲洗,这就是腹泻。因此在食品加工过程中,质检的人会更加介意食物中会不会有大肠菌群超标的问题。
健康人的胃里每毫升胃液中应当含有几十到上千个不同的细菌,包括乳杆菌、消化链球菌、幽门螺旋杆菌等,这些微生物参与食物的消化和胃酸的调控,如果以合理的数量和比例分布,这些细菌相安无事,和平共处。研究表明,世界上不论贫穷还是富有国家,幽门螺旋杆菌的分布都有一个比较恒定的比率,50%~60%;而十分讲卫生的日本,却有高达70%的人口携带幽门螺旋杆菌。分餐制、一次性筷子的使用,以及卫生状况在日本几乎无可挑剔,因此,幽门螺旋杆菌的传播途径成为不解之谜。其实答案更可能是日本无处不在的饮料自动贩卖机、啤酒以及碳酸饮料、瓶装茶的广泛使用,可能是破坏胃酸正常状态,导致幽门螺旋杆菌高感染率的原因。幽门螺旋杆菌是人类的一个共生微生物,可以说自人类创生以来就一直伴随着人类生存至今。人们发现幽门螺旋杆菌过度感染与胃癌的发生有直接关系,不过同时也发现食道癌患者完全没有幽门螺旋杆菌。原来幽门螺旋杆菌在我们的胃里并不是一个十恶不赦的细菌,它对消化道的状态有控制作用。只有当幽门螺旋杆菌产生大量尿素酶时,如果没有适量的乳杆菌控制,尿素酶会在胃和消化道中与尿素结合,产生大量神经性毒害物质——氨。氨极易溶解于体液扩散到全身,导致人的血氨值升高,直接破坏肝脏和血-脑屏障,并可能让异常的蛋白碎片进入大脑而改变人的思想和行为。
漫长的人类进化中,食物选择原本是靠自己的本能和感受来决定,而今天,这个时代可能一去不返了。家长、学校、工作机关、甚至市场都在主宰我们的食物,我们开始难以获得自己真正需要的食物和微生物,肠道的思维也可能随之发生变化,代谢性疾病、高血压、高脂血症、糖尿病、肿瘤,甚至心理疾病开始与我们结缘。正如社会学研究发现,幸福感并不总是伴随生活水平提高而上升,反而可能会下降。
关于胃肠道菌群的改善,研究揭示,土壤才是“百忧解”。让人类愉悦和聪明的微生物都在土壤里存在。从我们离开平房和四合院,进入高楼大厦,告别土壤的那一天开始,过上了洁净的生活之后,退行性病变就步步紧逼、接踵而来。在加工食品越来越盛行的今天,我们开始食用大量的食物调味剂、保鲜剂、防腐剂、着色剂、悬浮剂……这些化学物质对于我们的肠道微生物来说是十分陌生的东西,于是肠道微生物开始逐渐疏远了我们的肠道,多样性降低和数量降低的结果,是肠道神经系统的思考能力直接下降,各种各样的疾病实质上是肠脑对人类的“报复”。
为了身心健康,善待自己的肠脑,人类需要学会与天地万物共生;培养聪明的肠脑,必须接近大自然,走进土地,接触土壤;减少加工食品(长期保鲜的食品和各类能长期保存的瓶装饮料)的使用,减少药物滥用(抗生素、中西药,甚至维生素以及保健品),改正洁癖行为(反复洗手,进家门换衣服、换鞋的生活方式),多使用公共交通工具,与人群和宠物频繁接
触,通过细菌交换来丰富自身的共生微生物。