我們總是強迫性地洗手,噴灑檯面,當有人在我們附近打噴嚏時會皺眉——事實上,我們竭盡所能避免與細菌世界的任何不必要的接觸。但事實是,我們幾乎是行走的培養皿,從皮膚到最深處的腸道都充滿了細菌菌落。
根據愛達荷大學(U.I.)的微生物學家卡羅琳·博哈赫以及其他科學研究的估計,你體內所有細菌加起來可以裝滿半加侖的罐子;你體內的細菌細胞數量是人類細胞數量的10倍。(儘管細菌數量眾多,但它們並不佔太多空間,因為細菌比人類細胞小得多。)雖然聽起來很噁心,但這實際上是一件非常好的事情。
這種“感染”從出生時就開始了:嬰兒在出生過程中會吞下大量的細菌,並從母親的皮膚和乳汁中獲得更多細菌——在母乳餵養期間,乳腺會被細菌定植。“我們與母親的互動是我們獲得的最大的微生物爆發,”密歇根大學安娜堡分校的微生物學家和內科醫生加里·哈夫納格爾說。而這僅僅是個開始:在我們的一生中,我們會在食物和水中攝入細菌,“而且誰知道還有哪些地方,”哈夫納格爾說。
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這些微生物從口腔、鼻子或其他孔口開始,透過食道、胃和/或腸道傳播——這些地方是它們大多數安營紮寨的地方。雖然估計在成人的腸道中任何時候都存在500多種物種,但大多數屬於兩個門,即厚壁菌門(包括鏈球菌、梭狀芽孢桿菌和葡萄球菌)和擬桿菌門(包括黃桿菌)。
長期以來,科學家們認為這些細菌,儘管數量龐大,但既沒有對我們造成多大傷害,也沒有多大益處。但在過去的十年左右,研究人員改變了他們的看法。
首先,細菌會產生化學物質,幫助我們從食物中獲取能量和營養,哈夫納格爾解釋說。無菌齧齒動物必須比正常齧齒動物多消耗近三分之一的卡路里才能維持體重,當這些相同的動物後來被給予一定劑量的細菌時,它們的身體脂肪水平會飆升,即使它們吃的食物量與之前相同。
腸道細菌似乎也能保持我們免疫系統的健康。幾項研究表明,微生物透過幫助發展介導各種免疫功能的腸道相關淋巴組織來調節腸道免疫細胞的數量和密度。
細菌似乎也會影響免疫細胞的功能,如樹突細胞、T細胞和B細胞,儘管科學家們尚不清楚其精確的機制。而由脆弱擬桿菌釋放的一種化學物質能夠指導發育中的免疫系統如何成熟。
此外,益生菌——含有潛在有益微生物的膳食補充劑——已被證明可以增強免疫力。哈夫納格爾說,腸道細菌不僅“有助於抵抗可能來自食物和水的其他致病細菌”,“它們確實代表了免疫系統的另一條臂膀”。
當然,它們不能防禦每一次攻擊,這就是為什麼我們仍然要依靠抗生素來清除一些致病感染。但抗生素不僅會殺死“壞”微生物,還會消滅“好”微生物。這就是為什麼使用抗生素會導致腹瀉和胃部不適:這些藥物會干擾我們細菌菌群的平衡,使我們生病,哈夫納格爾解釋說。
但細菌身體對我們的人性做出了另一項貢獻——基因。在人類基因組計劃於2001年公佈初步結果後不久,一組科學家宣佈,少數人類基因(今天達成共識的是大約40個)似乎起源於細菌。
然而,剩下的問題是它們究竟是如何到達那裡的。一些科學家認為,這些基因一定是在進化史上相對較近的時間裡從細菌轉移到人類的,因為這些基因在我們的近親動物祖先中沒有發現。另一些人則認為,它們可能是我們物種早期進化事件的古老遺蹟,由於未知的原因,這些基因在這些祖先中丟失了。目前尚無法確定。
“據我所知,目前還沒有人類基因最近從細菌獲得的確鑿案例,”德克薩斯大學阿靈頓分校的生物學家塞德里克·費肖特說。“這並不意味著沒有,但它們沒有被很好地記錄下來。”
有一點是肯定的:我們的生活甚至我們的身份都比我們想象的更緊密地與微生物世界聯絡在一起。細菌做了很多事情來保持我們的健康,科學家們才剛剛開始發現它們寶貴的秘密。正如U.I.的博哈赫所說:“我們並不完全瞭解我們的細菌菌群對我們的健康和生理的全部影響。”