每个人肚子里的微生物，就像身体里养的小宠物，它们非常小，只有放大一千倍以上才能看见。肠道中的微生物可以帮助我们分解、消化食物，微生物和人之间，是一种共生的关系，菌群失衡可能会引起皮肤、肥胖甚至是情绪问题。是什么菌影响了我们的健康？微生物有哪些作用？人体的微生物来源于哪里？人的大脑里竟然有来自肠道的微生物？
出品："格致论道讲坛"公众号（ID：SELFtalks）
以下内容为北京华元生物技术研究院院长段云峰演讲实录：
大家好，我是段云峰。很多人都叫我肠菌博士，因为我研究的方向是每个人肠道里的微生物，也叫肠道菌群。
我们每个人肚子里的微生物，就像身体里养的小宠物，它们就是肠道微生物。
大家知道，牛为什么能只吃草，而人不能吗？
因为牛的肚子里面有特殊的微生物,并且牛有一个特殊的胃叫瘤胃，就是我们去吃火锅的时候点的牛百叶。
这个胃很特殊，里边养了非常多的微生物。正是由于胃里的微生物能够分解草，所以它就能吃草。
人体内的肠道微生物人类虽然没有这样的胃，但是人有肠道，里边也有大量的微生物。
人类的肠道叫做后发酵。牛分解食物的发酵过程在胃里，而人发酵食物是在大肠。所以，大肠里的微生物帮助我们分解一些食物。
对于微生物来说，我们每个人应该都不陌生。
之所以叫微生物是因为它们太小了，我们肉眼根本看不到，只有放大一千倍以上我们才能看的到。
虽然微生物很小，但是它无处不在，我们呼吸的空气中、坐的椅子上、穿的衣服、喝的水、吃的饭里边都有微生物。
如果现在给各位一个超能力，让眼睛像显微镜一样，可以看到微生物。就像这张图上显示的手上，布满了各种各样的微生物。
这些微生物无论如何清洗、消毒都不能把它们彻底清除干净，只能让它们的数量减少。
除了手上、皮肤上之外，人体的各个部位，只要你想的到、看的到、摸的到的，都有微生物存在。
微生物在不同的部位是不一样的，皮肤上的微生物可以和空气接触，所以它有很多好氧菌。
而肠道里的微生物里没有氧气，所以肠道里的微生物都是厌氧菌。
不同部位微生物组成是不一样的。
微生物有几个特征，第一个特征就是微生物的数量非常多，每个人的微生物数量可以达到几十万亿，甚至上百万亿。
而人体自身的细胞，远远不如微生物的数量多，并且每个人体内的微生物，可以重达一到两公斤。
比如眼睫毛上的微生物的重量甚至可以达到一克，鼻腔里微生物的重量可以达到十克，而我们口腔里的微生物的数量甚至可以达到二十克。
我们肠道里的微生物的数量就更多了，它的重量甚至可以达到一公斤。
微生物的数量非常多，并且功能也非常多样。
每个人的基因数量大概两万多个，而人体微生物的基因数量可以达到900多万个。这是人体自身细胞里边的功能基因数量的300倍，甚至500倍。
而且，人体所有的微生物，最主要的聚集的部位就是肠道，占据了所有微生物的80%。
每天排下去的粪便有70%是微生物，如果把粪便里的微生物数一数，它的数量可以达到数百亿，甚至上千亿。
如果把这些微生物头对头、脚对脚的排起来，这些微生物的长度可以绕地球两周。所以，人体的微生物，不光数量多、功能多，而且它们的作用也很多。
微生物的作用下面这张图可以看到，肠道中微生物和肠道是密切接触的，它不光帮助我们去分解、消化食物，而且它们还可以教育我们的免疫系统。
人体70%的免疫细胞位于肠道，免疫细胞的教育过程也是离不开微生物的，并且这些微生物还能产生大量的活性物质，帮助人体去维持自己正常的功能。
比如说，肠道中产生了人体90%以上的五羟色胺以及50%以上的多巴胺，正是这些微生物产生的物质来帮助人体维持正常的生存。
所以，微生物和人之间的关系，实际上是一种共生关系。
我们实际上是由人体和微生物共同形成了一个超级生物体。
什么是共生呢？举几个例子，有一种鱿鱼叫做夏威夷短尾猫鱿鱼，就是这张图上显示的鱿鱼。
这种鱿鱼捕食的方式非常特别，天黑之后，大海底部非常黑暗，但是这种鱿鱼能发出一种绿色的荧光。
有了这种光，其他的小鱼就不由自主地游过去，这时候鱿鱼就一下把它抓住、吃掉。
但是，鱿鱼本身实际上不能发出荧光。它发出这种荧光靠图片上标的费氏弧菌。
刚出生的鱿鱼不能发出荧光，随着成长，它的体内会分泌一种黏液，这种黏液特别容易被费氏弧菌吃掉。
费氏弧菌吃到粘液之后，就在鱿鱼的肚子里生存下来，等鱿鱼长到一定程度，这些菌也越来越多，鱿鱼就能够发出荧光了。
这时，它就可以通过荧光来捕食了，所以鱿鱼为这个菌提供了食物和生存的环境，这个菌也相应的给鱿鱼提供了发光的补偿。
它们两个之间通过共生和完美的合作，进行互惠互利的生存。
除了鱿鱼之外，还有种动物也是进行类似的共生合作。
这种动物就叫考拉，考拉给自己的孩子吃的食物是自己的粪便。为什么呢？
因为考拉的粪便可以救命，可以让它生存下去。考拉本身是特别独特的一种动物，它是澳大利亚的国宝。
中国的国宝是大熊猫，可能都是因为是国宝，它们的食物种类特别特殊，大熊猫爱吃竹子，考拉爱吃桉树叶。
桉树叶比竹子难吃，并且这种桉树叶有剧毒，一般的动物吃了之后就会被毒死，考拉只吃它，但是不被毒死，为什么呢？
研究发现，考拉的肚子里边有一些特殊的微生物，这些微生物能够帮助考拉去解毒。有了微生物，考拉再吃桉树叶就不会被毒死。
但是，小考拉出生之后，没有这些微生物。所以考拉妈妈就给小考拉吃它的粪便，而它的粪便里边就有这种微生物。
小考拉吃了粪便之后，就有了这种微生物，也具备了解毒的能力，它就能吃桉树叶而活下来了。
所以，考拉也是通过妈妈把微生物传给它，获得了解毒的能力，让它能够生存下来。
实际上整个自然界，几乎所有的动物和微生物都存在共生关系。
从最低等的鱿鱼，一直到果蝇、鱼类、老鼠还有我们最高等的人类，其实都是和微生物共生的。
等级越高，理论上它需要共生的微生物的种类和数量也会更多，人也不例外，微生物和人之间也是一种共生关系。
微生物在我们人体有很重要的一个作用，就是帮助人体去分解和消化食物。
我们吃下去的食物，在口腔里边进行咀嚼。
咀嚼的过程就已经把口腔中的菌和食物进行了充分的混合，当这些食物进入胃里之后，仍然在胃里边继续消化。
胃里的微生物也会和食物进行充分的混合，这些食物再经过小肠进入大肠，在大肠里会进行比较长时间的分解和消化。
人体会把这些能吸收的先利用了，到了肠道之后，其实都是一些人体不能消化利用的食物，这个时候微生物就发挥了作用。
它们继续会把食物中的一些物质，转化成人体可以再利用的一些食物成分和营养成分，帮助人体最大可能的来利用食物。
所以，人体的微生物是非常重要的。
微生物的来源那人体的微生物是来自于哪儿呢？就像考拉一样，考拉的菌群来自于它的妈妈。
我们每个人的微生物也来自于我们的母亲，研究发现，在我们还是胎儿的时候，母亲的菌群已经开始影响孩子了。
母亲口腔中的菌群、肠道里的菌群、生殖道的菌群，都能够影响到孩子身体的菌群。
研究发现，当孩子出生之后的那一刻起，通过采集他的皮肤、口腔以及鼻腔中的样本，就能够检测到很多的微生物。
孩子出生的过程也是母亲把菌群传递给孩子的过程。
如果孩子是顺产，那么菌群的传递就很正常。如果孩子是剖宫产，这个情况下，孩子就缺少了菌的定植。
现代研究也证明，如果孩子是剖宫产，他出生之后，他的免疫系统还有身体发育，可能会有一些延迟。
而且他的菌群也会出现延迟，这种孩子更容易出现一些过敏性的疾病，比如说哮喘等。
当孩子出生之后，母亲还有一个途径来继续传递自己的菌，这个过程就是哺乳的过程。
我们吃下去的每一口母乳，实际上里边含有母亲的菌群。
大概一毫升的乳汁中也含有几百种微生物，并且这些微生物通过哺乳过程能够进入到孩子的体内，成为这个孩子最初的微生物来源和微生物的种子。
我们的母亲非常贴心的在自己的乳汁中加了一种物质，这种物质叫做母乳低聚糖。
这种糖有什么作用？
研究发现这种糖，根本不能被孩子分解和利用。它的作用就是为了让我们肠道里的微生物去分解和利用它。
母亲不仅为孩子准备了微生物，同时她还为这些菌准备了干粮，生怕它们进入你的体内之后被饿着。
所以，我建议大家回家之后，跟自己的母亲说一声谢谢，感谢她把微生物传递给了你。
我们出生之后，一直到3岁之前这个阶段，实际上微生物处于非常不稳定的状态。
在3岁之前，我们每个人的微生物实际上不太稳定，这个时候就会有非常多的因素去影响它。
但是在3岁之后，随着跟同学接触、吃各种各样的食物、去各地去旅行，接触的微生物的种类和数量也会越来越多，菌群也会越来越成熟。
在3岁之后，人的菌群就跟成年人没有太大的区别了。随着人的衰老，人的微生物也会出现变化。
衰老的过程也会伴随着菌群的变化，而人的一生中菌群的动态变化和人的健康状况是息息相关的。
如果菌群没有正常的发育，没有保持一个稳定的状态，你的健康状况也会出现问题。
所以说人的生老病死和喜怒哀乐，实际上都或多或少和我们的肠道微生物是密切相关的。
影响肠道菌群的构成因素大概有五个方面：第一个方面是外来的微生物。
这些有害的、有毒性的微生物、病原菌，它可以影响到我们人体的微生物组成。
比如说有一个病毒进入了人体，人体本身的微生物就会为了对抗它发生变化，导致菌群的变动。
第二个方面是食物和营养，我们吃下去的每一口食物，不光是为自己吃，实际上它是肠道里微生物的唯一的食物来源。
所以，大家晚上吃饭的时候，想一想选择的食物，一定要考虑到肠道菌群它们喜欢什么样的食物、它们需要什么样的食物，因为它是你肚子里的小宠物。
第三个方面就是药物，还有一些人工合成的物质、人工的添加剂。
这些物质都可以影响到肠道菌群的组成，比如抗生素可以直接杀死肚子里的一些细菌。
第四个方面就是环境和卫生习惯。我们生活的环境中到处都有微生物，而每个人的卫生习惯不一样，就导致每个人体内的微生物也不一样。
如果你特别爱卫生，每天都洗澡、洗衣服、洗手。你的微生物和那些比较邋遢的不爱卫生的人是不一样的。
研究表明，特别干净也不好，适度洁净才是好的。那些生活在农村、生活在农场的孩子比我们生活在城市的孩子微生物更多样，数量和种类也更多。
他们出现免疫系统疾病的风险也比我们城市的孩子要低。
第五个方面是人的基因。中国人和美国人的微生物本身是不一样的，而且我们每一个人的微生物和身边伙伴的微生物也是不一样的。
这些微生物的组成是和基因是有关的，上述这些因素共同影响了每个人的微生物组成。
菌群失衡带来的问题菌群、微生态是否平衡都是由这些因素引起的，当这些因素导致菌群出现失衡的情况下，就会引起人体的一些不健康的症状。
比如，如果菌群失衡，首先表现在肠道，比如拉肚子、便秘、脸上长痘痘、变的很胖或者是影响到你的情绪，让你焦虑紧张甚至让你悲观。
这些都有可能是肠道菌群紊乱引起的，现代研究已经证明，有50多种疾病都和肠道菌群的组成是有关系。
比如，糖尿病、高血压、肥胖甚至自闭症、多动症、阿尔茨海默症、帕金森这类疾病，都是和肠道菌群组成密切相关。
我给大家举几个例子，比如肥胖。
肥胖和菌群有什么关系呢？前几年有一个研究，它把一对双胞胎的女孩一个胖、一个瘦做实验。
科学家把胖的女孩的菌群移植给一个无菌的老鼠，结果发现这个老鼠就变胖了。把瘦的女孩的菌群移植给无菌的老鼠结果这个老鼠变瘦了。
如果把瘦的这个老鼠的菌群再移植给胖的那个老鼠就发现这个胖的老鼠又瘦下来了，所以说菌群可能影响它的胖瘦。
科学家又做了个实验发现，如果把老鼠体内的所有的菌都给清除，再让它们吃那些高脂、高糖的食物。
结果发现如果肚子里边没有菌，高脂、高糖的食物也不能让它变胖。
如果老鼠的肚子里有菌，那就能让它变胖。所以说菌群和肥胖之间有很密切的关系。
肠脑和大脑的相互影响最近也有一个非常破脑洞的实验，在一些病人死亡之后的脑标本里边检测到了微生物。
通过分析发现这些病人脑子里的微生物，居然来自于肠道。肠道里的微生物，难道选择了大脑作为它的第二个家吗？
真有这种可能，现代研究发现，我们的肠道和我们的大脑存在非常非常密切的联系。现在有一个说法叫做菌肠脑轴。
它是肠道里的微生物、肠道以及大脑共同形成的。
有一个说法叫做“第二大脑”，我们的大脑是第一大脑，我们的第二大脑实际上是我们的肠道。
因为在肠道中也分布了大量的神经元、神经系统，并且肠道菌群和肠道共同构成了肠脑，而肠脑和大脑之间是相互影响的。
肠脑可以影响大脑，大脑也可以影响肠脑。
比如说，拉肚子、肚子疼，你的精神状态一定不会好。反过来说，如果你精神状态不好，压力大、焦虑你的肠道也会有反应。
比如说在考试之前，很多学生都会跑厕所，因为要考试了，焦虑、紧张的情绪影响到肠脑。
还有一个说法叫“懒驴上磨屎尿多”。驴，让它一干活它就紧张、有压力，这个时候就反映到肠道上，它就会更多的去跑厕所。
所以，肠脑和大脑之间是可以相互影响的，而大脑和肠脑之间相互影响的一个途径是迷走神经系统。
迷走神经系统非常的聪明，我们吃下去的一些食物，其实都可以被这些迷走神经系统去分析。
现代研究发现，迷走神经系统分布于我们的肠道中的十二指肠和我们的小肠和大肠。
迷走神经系统分布在胃里的，可以分析你吃了多少食物。
分布在十二指肠的迷走神经系统，它是感受压力的，它可以知道你从胃里边进去了肠道有多少食物进去了。
这样的情况下它会计算就告诉你吃够了、吃饱了，不要再吃了，甚至它还可以分析里边的营养成分、分析里边的有害物质。
如果你吃的这个食物里边有有毒、有害的物质，肠脑就会能感受出来，然后它就告诉大脑说有毒，赶紧吐了。
如果这个时候食物还在胃里边，它就会让你呕吐，如果这个食物已经过了胃，只能让你拉肚子了。
肠脑和大脑之间的影响，实际上还有很多的例子。比如，压力大的时候真的会导致肥胖。
有一个动物实验非常有意思，他找了一堆鲈鱼，把鲈鱼分在两个鱼缸里边。
第一个鱼缸里边放一个梭子鱼，梭子鱼是一个肉食性的鱼，它会吃鲈鱼。
另一个鱼缸里边不放肉食性的鱼，结果养了一段时间之后发现两个鱼缸的鱼不一样了。
第一个鱼缸里边的鱼，它的体重平均比那边多了20%，也就是说有梭子鱼的这个缸鱼，变胖了。为什么呢？
研究发现，鱼的肚子里的微生物发生了变化，里边少了一些有益菌，比如，乳酸杆菌变少了，一些有害菌增加了。
同时，在其他一些动物实验上也证明，如果给老鼠进行一些压力和应激反应，它的菌群会发生变化，同时也会影响到生理变化。
比如说不让老鼠睡觉，或者是让一个很厉害的老鼠，揍一顿它，这个“挨揍”的老鼠就会有社交恐惧，产生压力，这时候菌群就发生变化，它就会表现在生理上。
还有像母子分离，把小老鼠和大老鼠从一出生就分开，这个时候，不管是大老鼠还是小老鼠它的肠道菌群都会发生变化，同时也会出现一些精神问题。
所以，人类压力大的时候，就会反映到一些激素水平上，而这些激素的分泌都会受到肠道菌群的影响。
比如说压力大的时候就会产生一种应激的激素，叫抗焦虑肽。
这种肽的作用就是让人压力降下来。
同时这种肽也有个作用就是让你特别爱吃东西，管不住嘴。
所以说压力下降的同时，体重也在增多，所以这种肥胖叫做压力肥。
还有一种方向就是肠道菌群可能直接可以影响人的行为或者影响动物的行为。
有一个非常有意思的实验，把无菌的老鼠和有菌的老鼠，分别做了一个强迫游泳实验。
把老鼠的菌全部清除放到水缸里，结果就发现，这个老鼠不爱游泳，游一会儿之后就停下来。
但是，如果这个老鼠肚子里边有菌，它求生欲就特别强，一直不停地游。
研究发现，如果把严重抑郁症患者的肠道菌群，移植给这个无菌的老鼠，老鼠也会表现出抑郁的症状，它也会表现出自杀的行为。
但是，如果把健康人的菌群，移植给这个老鼠，这个老鼠就不会表现出这种行为。
改变体内微生物组成的方法所以，肠道菌群和我们的情绪和行为之间的联系也非常密切，有什么方法可以改变我们的微生物组成呢？
实际上有很多方法可以改善，抗生素就是一个非常快速和明显的改善，微生物组成的一种物质抗生素的发明，挽救了非常非常多的生命。
与此同时，抗生素的滥用，也给我们带来了巨大的灾难。
由于抗生素能够杀死微生物，但是它杀死微生物是没有靶向性的，它杀死致病菌的同时，也会杀死一些好菌。
肠道中不光有坏菌也有好菌，抗生素的使用把我们身体里边的各种微生物都给杀死了，所以就会引起菌群的紊乱。
近些年来，抗生素已经导致了非常严重地滥用的问题，所以要想改变肠道菌群，用抗生素实际上是不太好的方式。
有没有更好的方式呢？其实有一种叫做菌群移植，就是把健康的菌群移植给病人，进行菌群的替换。
有一种病叫做艰难梭菌感染叫做CDI，这种病特别特别地严重。
得了这种病的人经常肚子疼、拉肚子，但是现代研究发现这种病病因找不着，并且没有任何的药物可以治疗。
于是科学家就想了一个方法，把健康的菌群移植给这个艰难梭菌感染的病人。
结果发现效果出奇的好，本来这种病没有什么药物，但是用过菌群移植的方式之后，这种病的治愈率可以达到90%以上。
通过菌群的替换，实际上可以治疗很多的疾病。比如，刚才提到的肥胖、焦虑、抑郁这些疾病，其实都可以通过菌群的替换来修复。
对于菌群的干预方式，实际上还有很多，比如，可以通过直接补充有益的微生物、益生菌，用益生菌来抵抗坏菌，或者是直接补充有益的食物成分。
益生元可以专门刺激肠道中的有益菌生长，抑制有害菌。
用后生元可以使有益菌产生一些好的物质把它分离出来，作为有益的物质来补充。
或者是用一些植物提取物，这些方案都可以影响到肠道菌群的组成。
最后，我想给大家提一下自己的一个感受。其实微生物看似很小，但是它里边有非常非常大的学问。
当我们仰望星空的时候，天空中有大量的星星、未知的生命、未知的星球，甚至我们还在猜想在外太空是不是有生命。
但是当我们回过头来看我们的肠道，看微观世界的时候，实际上也有大量的未解之谜等待我们去发现。
我们希望能找到是什么菌影响了我们的健康？什么菌影响了我们的体重？什么菌让我们情绪更好？这些都有待我们去发掘。
我也希望大家，能够参与到微生物的研究，希望大家能够进入人体微生物的世界。谢谢大家！
“格致论道”，原称“SELF格致论道”，是中国科学院全力推出的科学文化讲坛，由中国科学院计算机网络信息中心和中国科学院科学传播局联合主办，中国科普博览承办。致力于非凡思想的跨界传播，旨在以“格物致知”的精神探讨科技、教育、生活、未来的发展。获取更多信息。本文出品自“格致论道讲坛”公众号（SELFtalks），转载请注明公众号出处，未经授权不得转载。
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