肠道微生物也有生物钟，您知道吗？

昼夜节律（Circadian Rhythms)，俗称生物钟，是指生命活动以24小时为周期的变动。人，动物，甚至植物都有属于他们特定的生物钟。但您知道吗？生活在我们肠道中的微生物也有属于它们自己的生物钟，而这些微生物的生物钟有能力影响人体本身的生物钟，而我们平时的作息和饮食习惯，又会对这些微生物的生物钟产生影响。因此，人体和微生物的生物钟之间，有着密不可分的关系。

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撰写｜Leah M.S.

校稿｜Haoran PHD    编审｜Xinyin PHD, RD

设计｜Fay

文章纲要

• 肠道微生物包括哪些种类

• 什么是肠道微生物的生物钟

• 肠道微生物生物钟对人体的影响

• 作息和饮食习惯对肠道微生物的影响

看点

01

肠道微生物包括哪些种类

据统计，平均每人身体里有30万亿个人类细胞和39万亿个微生物细胞^[1]。也就是说，微生物的数量远远超过人类细胞的数量。这些微生物种类包括：细菌（Bacteria），病毒（Virus），真核生物（Eukaryotes），比如酵母菌（Yeast）。虽说科学家们花了大量时间去研究人体内微生物的种类，但传统的细菌培养方式（细菌培养皿）只能培养出10-50%的肠道菌种^[2]。近十年来，科学家运用了最新的宏基因组学，才让我们对肠道内微生物的种类及功能有了更清楚的了解。

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什么是非基因组技术？高温超导又是什么？

由于肠道内很多菌种在离开载体后无法生存和繁殖，为了更好的了解这些微生物的种类和功能，宏基因组学（metagenomics）是近年来分子生物学技术的又一大进步。和传统的基因研究不同，宏基因组学通过研究样品里的全部微生物的DNA来构建宏基因组文库。活性菌都是以群落的形式存在的，单一的研究一种菌种可能会忽略很重要的信息。研究并了解整个微生物群落的DNA有助于科学家更好地了解它们对人体机能的影响。举个简单的例子，当我们补充益生菌的时候，好的益生菌都含有多种菌种，我们不会单一的去补充某一种益生菌。

看点

02

什么是肠道微生物的生物钟

肠道微生物有着他们独特的活动规律，就如同时钟一样。这些微生物生活在肠道内侧表面，每天它们都会像上了发条一样，以微米（micrometer：μm，‎1×10−6m）为跨度或向左，或向右的在肠道表面移动，最终回到原点。

最新发表于国际知名杂志《Cell》上的一项最新研究表明，肠道微生物有着规律的活动（即生物钟），而小鼠的肠道表面每天都会接触到不同的菌种和菌种代谢物，后者可以进一步影响到肠道以外的其他脏器^[3]。因此，肠道微生物的生物钟能影响到小鼠自身的生物钟。相反，肠道微生物生物钟的混乱则能在一定程度上打乱载体本身脏器的功能，进而影响小鼠的生物钟。

看点

03

肠道微生物生物钟对人体的影响

肝脏｜也许我们很难想象，生活在肠道里，移动范围只有几微米的微生物如何能影响到对它们来说遥不可及的肝脏。但是小鼠实验告诉我们，肝脏的核心频率（liver core clock)会随着肠道微生物的变化而改变。通过对小鼠肝样本的基因表达分析，科学家发现，肝脏核心频率的改变，可以直接影响肝脏的各项功能和指标，比如肝脏对脂肪酸，胆固醇，碳水化合物的代谢，以及对外源化合物（比如我们平时服用的药物-如消炎药和化疗药物，食物上的农药残留等）的分解和排泄^[4]。

精神、情绪和心理因素｜大家已经普遍接受情绪波动、精神紧张能引发或加重胃肠道不适的观念。但最新研究发现，人的大脑和肠胃健康其实是条“双通道”。肠胃里的微生物能影响人的行为举止和情绪。虽然科学家们还不能确切了解肠道微生物是如何和中枢神经进行沟通的，但已有证据将肠道微生物，迷走神经（第十对脑神经)，免疫系统，消化系统，还有神经内分泌系统联系在了一起。伦敦国王学院精神病研究所在2015年发表的一片研究中指出，肠道微生物的失衡，尤其是在幼儿和青少年期间，能负面影响孩子将来的行为和认知力的发展^[5]。这种精神，情绪和心理因素与胃肠功能之间的相互影响，统称为“脑肠轴”（gut-brain axis）。

▲ 图片来源｜sciencedaily.com

看点

04

作息和饮食习惯对肠道微生物的影响

我们身边是不是有那些生活不规律的朋友？可能他们需要上夜班，可能他们要经常出差或长途旅行。在这些作息不规律的人群中肥胖和其他代谢性综合症（比如糖尿病，心血管疾病等）的比例要比一般人群要高很多。现在科学家们认为，作息时间不规律能直接破坏肠道微生物的生物钟，从而导致肥胖以及其他代谢综合症^[6]。

肠道微生物的生物钟也会随着我们选择的食物和饮食规律而发生改变。动物实验中，当小鼠长期被喂养高脂肪类食物，它们肠道微生物的昼夜模式就发生了改变。这一改变有可能导致不规律的饮食倾向，而不规则饮食是造成肥胖的重要因素之一^[7]。延伸阅读🔗《机理剖析：饮食究竟如何调控生物钟？》

看点

05

前景展望

虽然肠道微生物生物钟和人体生物钟之间的双向关系对很多人来说还是一个陌生的课题，但当我们更多的去了解这两者之间的密切关系，就可以用它来解决一些很实际的问题。

• 首先，能更好的了解，并运用肠道微生物对肝脏的影响，我们能找到更好的服药时间和服药的途径。因为药物，从平常的止痛退烧药到化疗药物等，主要都是由肝脏来代谢的。

• 其次，更多的了解人体和微生物生物钟的关系最终可以帮助我们克服一些棘手的健康问题，比如说肥胖和其他一些代谢综合症，这一点对于生活不规律的人来说好处就更为明显了。

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极养视点

• 和人体一样，肠道微生物也有生物钟，而且两者之间有着密不可分的关系。

• 我们每天的生活习惯都能影响肠道微生物的生物钟，而这些微生物生物钟的改变，不仅会影响我们消化系统的健康，更能影响到其他脏器的功能，比如肝脏的排毒和脑功能的正常运行。

■■16/j.cell.2016.11.003