我們的身體90%都不屬于我們自己!
人類在1600年代中期即發(fā)現(xiàn)微生物的存在,人體內(nèi)的微生物數(shù)量龐大,是人體細胞的十倍多,其基因總數(shù)甚至超越人體。然而,大多數(shù)的微生物對人類來說,依然是未解之謎。其實微生物就是人體的外衣絕對不可缺少!
微生態(tài)和人體健康的關(guān)系
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一、微生物在人體分布情況
正常情況下,人剛出生時是無菌的,出生后與周圍環(huán)境密切接觸,使微生物快速移居,如大腸桿菌、乳桿菌、腸球菌、雙歧桿菌、類桿菌等,人類正常微生物群的來源主要是母體和周圍環(huán)境。因此,在正常人體的體表及與外界相通的腔道表面(例如:皮膚、口腔、鼻咽腔、腸道、尿道、陰道、眼結(jié)膜、外耳道),就存在著不同種類和一定數(shù)量的微生物,這些微生物通常對人體無害,為人體的正常微生物群。
人體有四大菌庫:消化道、呼吸道、泌尿道、皮膚。其中腸道是人體最大的菌庫。在全長8—10米的消化道內(nèi)生存著三、四百種,數(shù)量100萬億以上的各種微生物(主要是細菌)。把腸道內(nèi)的微生物一個個地首尾連接起來,可以繞地球二圈半。如果按重量計算,人體內(nèi)和體表的各種微生物,總重量約1.5—2.0公斤,其中腸道內(nèi)的微生物約1公斤左右,皮膚約200克,呼吸道20克,口腔20克,陰道20克,鼻
孔10克,眼睛1克。
二、微生態(tài)平衡及人體有益微生物作用
微生態(tài)學研究發(fā)現(xiàn),在人體腸道中存在有數(shù)以十萬億、多達幾百種以上的微生物、其中有對人體有益的厭氧性固有菌群,如雙歧桿菌、乳酸桿菌約占95%以上,而大腸桿菌、梭形桿菌、擬桿菌等有害菌僅占1%左右。這些細菌與細菌之間、細菌與人體之間,互相制約、互相依存,處于微生態(tài)平衡狀態(tài)。其中生理性有益菌:乳酸菌群、雙歧桿菌堪稱腸道菌群中的“健康衛(wèi)士”,對人體生長發(fā)育、新陳代謝及生老病死起著舉足輕重的作用。從嬰兒出生開始,雙歧桿菌便開始在腸道定居,在腸黏膜表面形成一道防御屏障,能阻止致病菌、腐敗菌的入侵,又能發(fā)酵糖類,產(chǎn)生大量乳酸與乙酸,維持正常腸蠕動,使病原菌難以在腸道“安營扎寨”,并迅速被驅(qū)逐“出境”。雙歧桿菌還能促進多種維生素及生物酶的合成,增加人體對鐵、鈣及維生素的吸收,并可增加機體免疫力、抗腫瘤及消除氧自由基、過氧化脂質(zhì),延緩細胞衰老,起到延年益壽的作用。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):母奶喂養(yǎng)嬰兒,雙歧桿菌的數(shù)量是人工喂養(yǎng)的10倍。健康人的雙歧桿菌是病人的50倍,百歲老人是普通人的100倍。
三、導致人體微生態(tài)失調(diào)因素
當人體患有某些疾病,長期大量濫用抗生素、激素、免疫抑制劑或放療、化療時,就使腸道防御屏障遭到嚴重破壞,有害菌乘機大量繁殖,釋放出各種有毒物質(zhì),引起菌群失調(diào)及多種疾病。如一些常見的急慢性腸炎、難治性腹瀉、嬰幼兒腹瀉、內(nèi)原性感染、肝功能失調(diào)、腸功能紊亂等都與腸道微生態(tài)失衡密切相關(guān)。
四、微生態(tài)失衡與疾病關(guān)系
一切疾病,都存在著正常微生物菌群的紊亂,即使不是原因,也是結(jié)果,或者互為因果。
據(jù)《紐約時報》報導,2008年,美明尼蘇達大學胃腸科醫(yī)師亞力山大?寇拉斯(Alexander Khoruts)治療一位感染困難腸梭菌(Clostridium difficile)的女士,她不斷下痢,在八個月內(nèi)瘦了60磅(27公斤),以多種抗生素治療均無效,只能坐輪椅,包尿布,生命垂危。
寇拉斯決定為病患進行移植,但不是移植腸子、胃或其他器官,而是病患丈夫的細菌。他將丈夫的糞便混以鹽水,注射到病患的大腸中。據(jù)上月《臨床胃腸學期刊》(Journal of Clinical Gastroenterologyl)記載,一天之內(nèi),病患便不再腹瀉,困難腸梭菌的感染癥狀也消失了,再也沒有復發(fā)過。
細菌療法(或稱糞便移植)在過去數(shù)十年來曾被使用過,但與前人不同的是,寇拉斯得以在移植前后對病患腸道細菌做基因研究。
在移植前,病患腸內(nèi)微生物情況很惡劣,沒有任何正常菌群,都是各種壞菌。移植二周后,科學家再次檢查病患腸道中的微生物,丈夫所提供的微生物群落開始占上風,幾天之內(nèi)就治好了她的病。
數(shù)量龐大 科學家嘗試解密
人體內(nèi)的微生物為數(shù)眾多,是人體細胞的十倍多,但其復雜程度卻常令科學家束手無策。華盛頓大學的喬治?韋恩史托克(George Weinstock)表示,人類對大部份的微生物,知之甚少。
韋恩史托克和一群科學家正在收集數(shù)千種新的微生物的基因序列,好為它們分類。另有一些科學家以實驗了解微生物功能,發(fā)現(xiàn)其對人體健康助益良多。研究人員希望,人類最終可以使用微生物對抗疾病。
最近科學家開始用DNA來研究微生物。他們從皮膚或口腔取得標本,由于一項標本中可能有幾百種微生物的DNA碎片,為微生物的DNA定序是很困難的工作。
2007 年,美國國家衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health)撥出1億5000萬美元推動人體微生物研究計劃(Human Microbiome Project),從300個志愿者身上18處收集微生物樣本分析。他們把實驗室中培養(yǎng)的900種微生物的遺傳物質(zhì)排序,2010年5月,科學家將已定序的178個基因組公布,其中有29693個新發(fā)現(xiàn)的基因,而人體總共只有2萬個蛋白質(zhì)編碼基因。
這項成果幫助科學家了解人體中微生物的生態(tài)系統(tǒng),估計口腔中有500-1000種微生物;口腔中又可分為舌、牙齦、牙齒等較小的生態(tài)系統(tǒng),甚至牙齒的每一面都有不同的微生物。
有的微生物只能生活在身體的某部位,有的可以生活在多個部位。某個人體內(nèi)的微生物可能和另一人體內(nèi)的微生物不同,例如口腔中有500-1000種微生物,但只有100-200種可在另一人的口腔中發(fā)現(xiàn);二個人手上只有13%的微生物相同,同一人左右手的微生物只有17%相同。
由此可知,人體內(nèi)微生物基因總數(shù)十分龐大。2010年3月,科學家收集了124人的糞便,發(fā)現(xiàn)其中的微生物共有330萬個基因。
指揮免疫系統(tǒng)
自出生起,每個人體內(nèi)的微生物即有所不同。科學家發(fā)現(xiàn),自然產(chǎn)的嬰兒從母親的產(chǎn)道里便被微生物圍繞,剖腹產(chǎn)嬰兒接觸到的則是成人皮膚上的微生物。
雖然每個人體內(nèi)的微生物不同,每天接觸的也不同,但通常都可促成人類存活所需的化學反應。舉例來說,鼻中的微生物可分泌抗生素,殺死我們吸入的有害病原體;微生物發(fā)出的信號可促進身體完全發(fā)育成長,科學家所飼養(yǎng)的無菌鼠成長后,大小腸發(fā)育不全。
為了與體內(nèi)的微生物共存,人的免疫系統(tǒng)在攻擊病原體的同時,必須容忍數(shù)千種無害的微生物。事實上,科學家發(fā)現(xiàn),是微生物本身指揮免疫系統(tǒng)去攻擊。
免疫系統(tǒng)攻擊病原體的方式之一是發(fā)炎,但太多的發(fā)炎反應也會造成傷害,免疫細胞會發(fā)出降低發(fā)炎訊號。研究顯示,無菌老鼠無法發(fā)出該訊號。
與健康息息相關(guān)
微生物除了與健康有密切關(guān)系外,科學家發(fā)現(xiàn),病人體內(nèi)的微生物生態(tài)系統(tǒng)和健康人差異很大,如氣喘者的肺部微生物,以及肥胖者的腸道微生物等。
有時候,人生病以后造成體內(nèi)微生物類型改變,新的微生物移入體內(nèi)成長,而移入的微生物可能引起疾病。
部分研究顯示,剖腹產(chǎn)嬰兒的皮膚容易受到具多重抗藥性的金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus) 感染,可能是因為他們沒有母親產(chǎn)道中的益菌保護。
剖腹產(chǎn)嬰兒在兒童期也容易感染氣喘和過敏,導致美國和其他已開發(fā)國家抗生素的使用量增加。在農(nóng)場長大的兒童從泥土中接觸到益菌,得到自體免疫疾病的機會比都市中長大的兒童少。
有些科學家認為,兒童缺乏接觸微生物的機會,免疫系統(tǒng)未經(jīng)完善訓練,有些人的免疫細胞太急于發(fā)出發(fā)炎指令,沒有殺死入侵者卻傷害了自己的身體。
開發(fā)新療法 漫漫長路
了解微生物有助醫(yī)師開發(fā)新療法,過去一個世紀以來,醫(yī)師都在設(shè)法用益菌治病,可惜成效不彰,原因可能在于人類對于體內(nèi)微生物如何影響健康并不十分清楚。
寇拉斯醫(yī)師及其同事執(zhí)行過15次糞便移植,有13次成功。他們正在進一步研究,分析到底是哪一種微生物治愈了困難腸梭菌感染,期望有一天能開發(fā)出神奇藥丸。
然而,韋恩史托克表示,這條路沒有捷徑可走。人們能夠開始使用遺傳資訊以后,對于微生物的了解才算比較完整。他和同事將收集更多資料,進行更多實驗。
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