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除了“熬夜致命”之外,肠道还如何影响我们的健康?

最近,全球权威生物学杂志Cell发表最新研究成果:长期睡眠不足将导致死亡。

文|脑极体

熬夜致病,熬夜致胖,熬夜致傻……

这些说法都已经司空见惯,以至于让经常熬夜的我们都产生一点“免疫反应”了,毕竟这些效果不是那么直接明显。但是听到“熬夜致命”,我们可能还是不免心生恐惧,想去一探究竟。

最近,全球权威生物学杂志Cell发表最新研究成果:长期睡眠不足将导致死亡。

其实早在1983年,科学家就发现完全的睡眠剥夺会导致小鼠死亡,但当时没有搞清楚致死的原因。这一次,美国哈佛医学院的研究者们似乎搞清楚了其中的原委。

他们发现,睡眠不足会导致果蝇和小鼠肠道中的活性氧(ROS)分子积累,而肠道内积累的ROS会触发该器官的氧化应激。通俗理解就是,ROS积累多了,就成了“毒药”,通过肠道释放干掉果蝇或小鼠的器官,自然身体也就没命了。

了解这一作用原理,我们可以稍稍放心了。原来只有长期的睡眠剥夺才会导致肠道中ROS的积累;再则,这种ROS积累只在肠道中有发现,而在果蝇的大脑、肌肉等其他组织里没有发现,研究者竟然通过给这些缺觉果蝇补充抗氧化剂的方式,可以有效清除ROS。一些长期熬夜的果蝇,寿命居然和保持正常睡眠的动物没有差异。

(正常睡眠(上排)和睡眠不足(下排)的果蝇在各种组织中的ROS积累)

这一发现是不是还可以给我们一个“惊喜”——如果可以通过补充这种抗氧化剂来中和肠道的氧化物,我们是不是可以试试长期不睡,来提高我们人生的总时长了?

想想还有一点小激动,但是不要忘记,睡眠不足还有一系列其他副作用。短时间睡眠不足就会导致疲倦乏力、注意力难以集中、健忘、易怒等,缺觉时间再长些就可能导致迷失方向、幻觉等严重的问题,长期慢性睡眠不足还可能导致心脏病、2型糖尿病、癌症、肥胖症、抑郁症和许多其他疾病。

熬夜一时爽,长期熬夜火葬场。这是我们很负责任的一句忠告。

不过,作为一个靠谱的科技媒体,我们自然不会止步于这么常识的结论。因为我们发现一个更有趣的话题,那就是肠道这个平时很少被我们关注但又至关重要的身体器官,看下它对我们身体健康会产生哪些出人意料的影响。

人体的“第二大脑”:肠神经系统

众所周知,肠道是人体最重要的消化器官,同时也是人体最大的“免疫器官”。它既能为人体和免疫系统提供所需的营养和能量,也能和肠道内的有益微生物组一起抵抗绝大多数的入侵病原体和病菌。

不过,肠道的另一个功能可能就少有人知了,那就是肠神经系统。作为除中枢神经之外的人体第二大的神经系统,肠神经系统约有5亿个神经元细胞分布在肠道内,因此被学界称之为人体的“第二大脑”。由于消化系统对于生命来说其实比理智更为重要,生命演化中其实是先有了肠神经系统,然后才有大脑这样的中枢神经系统。肠神经系统主要是用来管理人体的消化,尽量避免那个整天胡思乱想的大脑来影响肠道的消化和吸收。

肠神经系统在执行日常的消化任务时,另一项重要的职责就是发现和预防通过食物入侵肠道的病原体和病毒,一旦神经元捕捉到危险信号,就会刺激肠道催发腹泻,或者通知大脑,产生呕吐反应。

当然,肠神经系统和大脑的联系远比我们想象的要复杂。大脑和肠道之间是依靠数百万个神经元和化学递质以及激素等,被称为“肠脑轴”的信息通路,连接起来,肠神经系统会和大脑的中枢神经系统进行定期、双向的沟通。

比如,大脑传递出的负面情绪信号会影响肠道消化功能,引起肠道微生物菌群紊乱,容易引发肥胖、抑郁症和心脑血管疾病等;反过来,肠道也会对大脑的健康状态产生影响,就如人在吃饱以后,肠道菌群就会刺激肠道合成多巴胺,通过肠神经系统会向大脑的神经系统发出积极信号,让大脑产生愉快的感受。这也是为何我们吃饱了会觉得心满意足的原因。

此外,肠神经系统会产生人体内大约95%的血清素,这种信号传导分子被称为“感觉良好分子”,它可以防止抑郁,还能调节睡眠、食欲和保持体温,血清素甚至于可以进入血液之中,参与修复肝脏和肺部的受损细胞。它对于心脏的正常发育也十分重要,还能通过抑制骨骼形成来调节骨骼密度。

关于肠神经系统对于免疫系统的作用,《Cell》杂志在去年底的一篇研究发现,神经系统不仅能检测和报告细菌入侵的危险,还能够直接预防危险。这是来自美国哈佛医学院的一项研究,他们发现小鼠肠道内的神经不仅能感知沙门氏菌的存在,还可以通过部署两道防线来主动防御这种有害细菌造成的感染。

这些研究正在让我们重新认识肠神经系统的“多才多艺”,其功能远远不止向大脑发送和接收信号,它本身还能向我们头顶的大脑一样,会感知、会学习,甚至还会自己决策,去主动保护肠道不受感染。

当然,除了肠道以及肠神经系统自身的防御能力,肠道还有一群能力超群的帮手——肠道微生物菌群。

隐秘的共生关系:肠道微生物菌群

2007年,美国投入2亿美元启动了“人类微生物组计划”。这一计划是对人体内微生物的基因组序列进行测序,了解人体内的有哪些微生物。

微生物组计划就是要对这些微生物菌群进行全套的遗传物质进行测序。据调查,人体基因组只有2万多个基因,而人体微生物组中的基因能够达到988万个,其规模要远远高于人体基因组规模。

而“肠道微生物组”就是人体微生物组的重要组成部分。而能够生活在肠道的微生物菌群非常不易,首先是要经受住胃酸的考验,然后还要忍受肠道中极低的氧气含量,经受这些重重考验之后还能在肠道定殖(定居并繁殖)的微生物才能称之为肠道微生物组。

肠道微生物组最重要的一项工作就是帮助肠道消化,并转化为人体所需的能量。现在科学家发现,小肠转化的能量当中有10%来自微生物,其中有一部分肠道无法消化的食物必须经过微生物作用才可以被人体吸收。

其次,肠道生物组还能帮助肠道合成营养物质。研究显示,人体血液里最多有36%的小分子营养物质都是由微生物组提供。

另外,一些肠道微生物还能帮助提升人体免疫系统的能力。比如,一些革兰氏阴性菌能协助人体免疫系统正常工作,帮助人体维持健康。

在我们与肠道微生物菌群的长期的演化协作中,肠道和微生物组建立其一种互惠的共生关系。研究表明,只要清除掉小鼠一部分的肠道微生物,小鼠就会出现大量的健康问题,像消化不良、免疫系统异常等情况。而现在社会一个明显的事实就是,抗生素的滥用和过于洁净的环境,正在减少我们身体的微生物组数量,这也将大幅降低我们的环境适应能力,从而影响我们的身体健康。

反过来,拥有丰富的微生物组则会帮助我们更好的适应环境,拥有更好的健康状态。比如,在一些人的体内存在一种枯草芽孢杆菌,就会杀死金黄色葡萄球菌,而这种细菌正是我们日常生活中最常见的致病菌。另外,由于人体自身分解植物成分的能力不够好,而一种叫做“多形拟杆菌”的细菌,由于其基因组编码了260多种分解植物的酶,就像瑞士军刀一样一刀多用,能够分解人类吃的大部分植物。

微生物组的厉害之处不止于此,它们还可以通过影响肠神经系统来影响我们人类的欲望、情绪等问题。

一项研究表明,人们在熬夜后,会选择更高热量的食物,而且即使只是熬了一夜,也会在第二天多摄入比平常更多的热量。高热量食物的摄入和人体生物钟节律的打破会造成肠道内微生物菌群的平衡被打破。那些饥饿的微生物会发出更多刺激饥饿的信号,而高热量食物又不能满足它们的营养,最后造成越吃越多,越吃越胖的结果。

在肠道微生物组与情绪的关系上面,也同样存在着相互影响的关系。足够多的肠道微生物组会刺激一些神经递质的分泌,而这些神经递质的多少与人和动物是否患抑郁症有关。一旦大量去除肠道内的微生物组,造成神经递质的降低,则会让人或动物产生类似于抑郁症的情绪问题。反过来,情绪的变化,特别是负面情绪会抑制肠道内的微生物菌群的生长。而像一些如皮质酮、促肾上腺素这样的活性物质,却能促进有害的大肠杆菌的繁殖,从而影响健康。

以上这些仅仅是肠神经系统、肠道微生物组对我们身体影响的基础功能。那随着人类对肠道系统研究的深入,肠道还在哪些方面影响着我们的身体健康呢?

还有哪些健康问题,与肠道息息相关?

在我们众多的健康问题当中,没有哪个问题像肥胖更让人在意和纠结了。因为增重的因素实在太多,而减肥的过程又实在太难。那么,肠道对于肥胖或减肥有哪些影响呢?

最新研究发现,动物或人的“易胖体质”与在胎儿时期母亲的肠道菌群的状态有关。也就是当母亲肠道细菌的某些代谢产物不足,孩子出生后很容易一吃就胖,并发展出代谢紊乱;而孕期补充膳食纤维,将帮助肠道菌群获得足够营养物质,同时回馈身体各种像短链脂肪酸的有益代谢产物,可以帮助孩子预防代谢相关疾病,抵挡日后的肥胖趋势。

(肠道菌群产生多种代谢物“回馈”人体)

而对于减肥来说,其实质在于减脂。目前研究的成果显示,像葡萄糖、蔗糖这类的单糖和双糖不仅是我们脂肪增加的元凶,也能阻碍肠道菌群中的一些可以瘦身的菌群的定殖。而像膳食纤维等食物则有助于这些瘦身细菌在肠道内生长。

肠道内还有一些诸如阿克曼菌的细菌,可以直接减少生物体的脂肪量。实验证实,只要五个星期,这种细菌就可以让小鼠的脂肪,比对照组多减少一半。而在人体的临床研究中,通过直接调节肠道微生物,可以让成年人的体重和脂肪量得到显著下降。

未来,这种减脂菌群的方案可能会加入到减肥方案中,但前提是验证这些菌群不会对身体其他方面产生危害。

另外一个有趣的关联是,肠道健康对动物的脱发、脱毛有明显影响。科学家在对小鼠的实验中发现,当小鼠体内的鼠乳酸杆菌大幅增加后,会消耗大量的维生素,导致维生素缺乏,引起脱毛。而在人体肠道内也存在同样的现象。通过治疗一些谢顶的患者的肠道疾病,在对其肠道微生物组进行移植之后,不仅肠道症状好转,谢顶的头皮也重新长出了头发。

当然,脱发谢顶与基因遗传、生活压力等多种因素相关,但是改变肠道微生物组菌群质量,可能成为一部分人治疗头秃的希望。

(Science:肠道菌群对癌症患者免疫治疗反应的影响)

而针对人体的肿瘤免疫疗法上面,肠道微生物组也竟然发挥重要作用。2018年,《Science》杂志曾同期发表三篇文章,指出一些特殊肠道菌群会对免疫疗法产生很好的应答反应。微生物组调控有望成为肿瘤免疫疗法的重要组成部分,成为寻找下一代抗肿瘤药物的新方向。

此外,肠道微生物组还与我们的生殖系统的健康、记忆能力甚至寿命长度息息相关。越来越多的研究结果将揭示出肠道这个平时我们并不重视的隐秘器官带给我们人体如此众多的影响,而对肠道微生物组的研究有可能带给人类健康更多的福音。

最后,我们需要提醒的是,以上大多数的研究都只是处在实验室研究阶段,很多成果也仅仅只是在跟人体接近的小鼠、果蝇等动物身上有明显效果。不过也已经有一部分相关药物和疗法处在了早期临床试验阶段。所以不能着急这些药物和疗法在短期内出现在我们的医疗方案里。

在此之前,我们仍然其实可以通过很“常识”,也很容易的方法来“善待”我们的肠胃。那就是早睡早起不熬夜,心情愉快多运动。丰富食谱,少吃多餐,多摄入膳食纤维,少摄入糖类食物,把我们肠道内的有益微生物菌群养得好好的。这正是当下就可以实行的行动。

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