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肠道细菌的殖民之旅

科普小知识2022-05-23 12:56:10
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我和我的同伴已经在这个洞穴里潜伏了几个小时,但是我们的入侵目标还没有出现。令人不安的焦虑正在逐渐蔓延,一些不耐烦的年轻人开始小声抱怨。我正要转身责骂他们,这时产房里突然一阵骚动,然后是一声清晰的叫喊。

一个婴儿诞生了!

他是我们日夜考虑的入侵目标。像孕妇和助产士一样,我们正在庆祝这种新生活的诞生。他的身体里没有微生物,我们将是他的第一批居民,他的消化道将是我们温暖的新家,我们未来最坚固的掩体和基地。

然而,现在还不是放松的时候。我们的殖民旅程刚刚开始。助产士已经开始帮助我们现在的主人,婴儿的母亲,按摩她的乳房来诱导哺乳,我们也已经开始为旅程做准备。我站在高地上,大声数着我的将军们:“链球菌!”-"这里!"“拟杆菌!”-"这里!"“双歧杆菌!”-"这里!"……

我们的殖民军队已经收集了数百种细菌和微生物,我们体内的基因数量是人类的数百倍。因此,尽管我们的规模很小,但我们充满信心。

肠道细菌的殖民之旅

人体基因数量与人体微生物基因数量的比较(科学美国人)

如果进展顺利,几个小时内,婴儿将被送到他的母亲那里,并开始他的第一次尝试吸吮母乳。我们必须在那之前到达乳头和附近的皮肤,以便被他吮吸和吞咽。

我正在领导一支庞大的军队,但是对于入侵来说,这支部队仍然很弱。但别担心,我们当然还有其他支援单位。我们的一个先遣部队已经深入敌后,冒着极大的风险进入新母亲的身体。他们穿过许多障碍,潜伏在胸前。当母亲分泌乳汁时,乳汁会和乳汁一起被婴儿吞下。这是一个好方法,但我们不能过分依赖它们。由于母亲免疫系统的存在,它们一路上注定要遭受重大损失,而战斗中的主力仍然是我们的皮肉部队。

几个小时后,登陆战开始了。护士把婴儿抱到了母亲的怀里,我们已经迫不及待地想试试了。伴随着婴儿急切的吮吸动作,我们从母亲的皮肤转移到孩子的嘴里。即使这个时候错过了机会,也没关系。这孩子很快会再吃东西,还有很多机会。一些同伴足够聪明,藏在婴儿的指尖上。当他无意识地吮吸手指时,他们会加入我们。

肠道细菌的殖民之旅

婴儿无意识地摄入微生物(今天是牙医)

现在,我们到达了新主人的口中,他是几个小时前刚出生的婴儿。口腔是一个非常安全的区域,温暖、温和的条件,以及营养丰富的奶渣,我们将在这里休息一段时间,等师产下足够的后代,补充部队的损失后再继续向宿主的深处前进。

当我们准备好的时候,当婴儿吞咽时,我们被唾液冲到喉咙和食道。我大声警告我的同志们,我们即将踏上最艰难、最危险的旅程。传说中充满致命胃液的胃近在咫尺。

我们和唾液一起挤过贲门,进入一个空的、宽敞的胃袋。这是一座宏伟的大厦,我们的头是圆顶形的胃底,周围的胃壁装饰着华丽而闪亮的粘膜褶皱。然而,这不是我们待的地方。在这种壮丽的美丽背后隐藏着许多邪恶的机制。当我们被冲进胃里并与胃里的液体混合后,我们周围的朋友发出了尖叫声。胃酸很容易腐蚀我们细菌的外壳,但我们没有抵抗力,只能采用细菌下海的策略,希望在胃蠕动的作用下尽快度过这个时期。

我在混乱中环顾四周,现在的形势和诺曼底登陆一样严峻。经过地狱般的洗礼后,除了少数耐酸链球菌,我的团队大部分人都死在了这里,只留下少数幸运者混过了下一个十二指肠。更糟糕的是,十二指肠也不是一个好茬。顾名思义,只有12个手指宽的肠充满了胆汁和胰酶,其致命性并不比胃酸差。

即使我再次害怕,我也会充满信心地激励自己:“胜利就在眼前!”

我没有撒谎。随着肠的蠕动,我们穿过十二指肠,到达我们的天堂:小肠和大肠。它温暖潮湿,有合适的酸碱度和含氧量。与其他种族的宿主相比,人类寿命长,不容易挨饿。安全和食物是可以保证的。更奇妙的是,当婴儿刚刚出生时,肠道免疫系统不会反抗我们,而是会表现出异常宽容甚至是纵容的态度,使我们能够在这里定居和繁衍。

肠道细菌的殖民之旅

肠道菌群是人体内的小宇宙(纽约时报)

尽管最困难的迁移已经完成,但我们仍有棘手的事情要处理。躲藏在食物和水中的后续部队已经陆续抵达。我们惊讶地发现,新宿的主体中已经积累了500多种微生物。我们大多数人都是营养学家,靠分解消化道中的食物为生。他们之间有一种竞争关系。我们怎样才能公平、公正、不容易产生冲突地划分肠道的管辖区域呢?

很快我们找到了答案。一些新移民是革兰氏阴性杆菌。他们特别讨厌酸性环境,所以他们必须住在小肠的末端,离胃更远。革兰氏阳性球菌和杆状细菌不需要太多的酸碱度,所以它们生活在小肠附近。发出异味的厌氧菌生活在大肠中,与它们最喜欢的粪便有相同的气味。

由于人们对生活条件有不同的要求,不同的人群以不同的方式占据肠道的不同位置,这被认为是和平的。在婴儿出生后一到两年内,我们可以划分影响范围,建立成熟的肠道菌群。此后,宿主消化道的免疫功能将变得更加强大,微生物的入侵将更加困难。即使少数勇敢的人能活着到达我们的大本营,他们也没有足够的力量来改变我们的*范围,肠道菌群世界非常稳定。

回顾过去的艰难历程,我们可以自豪地宣布,微生物再次毫无意外地赢得了“人类殖民”战争。事实上,只要入侵的目标不是住在专门为免疫力低下的儿童设立的无菌室里,否则,没有人能保证食物、水甚至空气都是无菌的,我们将无所不在,不可抗拒。

然而,我需要澄清的是,我们不是无耻的寄生虫,什么也不吃。我们不能离开人类,但是人类不能离开我们。

肠道细菌的殖民之旅

肠壁中有许多微生物,对人体有益无害(赫芬顿邮报)

我们可以将人类不能吸收的膳食纤维发酵成链状脂肪酸,然后被宿主吸收。我们还可以合成维生素B和维生素K,甚至决定宿主的脂肪和身体大小,并参与内分泌和免疫系统的工作。我们是有益的好细菌,我们和能导致疾病的坏细菌不一样。老实说,我们比任何人都更讨厌这些病原体。当人类使用抗生素治疗细菌感染时,药物会被任意开出并杀死,我们勤劳的好细菌也会受到伤害,这将带来明显的不良后果:宿主很可能会出现腹泻和胃部不适等胃肠疾病。为了人类更美好的未来,我们长途跋涉来到人类宿主的肠道定居。请体谅并理解对方。我们将是未来最好的合作伙伴!