肠道细菌是生活在你消化道内的数万亿微生物，主要存在于大肠中。最新修订的估计数据是，普通成年人身体内约有38万亿个细菌细胞，略多于你自身的人类细胞数量（约30万亿）。尽管数量惊人，但体内所有细菌的总重量仅为0.2公斤左右。这些微生物并非被动的过客。它们消化你自身无法分解的食物，训练你的免疫系统，生产维生素，甚至影响你的情绪。
你的肠道里有什么？
你的肠道内栖息着细菌、酵母菌、病毒和古菌，但细菌占绝对主导地位。大肠是地球上微生物栖息密度最高的环境之一，每毫升内容物中可能含有1000亿到1万亿个细菌细胞。
这些细菌绝大多数属于两个主要类群：厚壁菌门和拟杆菌门，它们共同构成了超过90%的肠道菌群。其他较小的细菌类群以及微量的真菌和古菌构成了剩余部分。每个人的具体菌群构成因遗传、饮食、年龄和环境而异，但健康的肠道通常具有这些主要类群的可识别模式。
你的肠道微生物组是如何形成的
你并非生来就拥有一个完整的菌群。定植过程始于出生。顺产的婴儿从母亲的产道和肠道菌群中获得最初的微生物，其肠道内会定植诸如乳杆菌属和普雷沃氏菌属等菌种。剖腹产出生的婴儿错过了这种最初的暴露，往往会拥有不同的微生物谱系。
在生命最初的1000天里，菌群会发生剧烈变化。母乳喂养的婴儿体内含有大量双歧杆菌，它们以母乳中的糖类为食，并产生乙酸盐作为副产品。一旦引入固体食物，微生物的格局就会多样化，能够分解复杂碳水化合物的细菌比例会更高。大约在三岁时，肠道微生物组达到与成人相似的构成，免疫系统也随之建立起稳定的平衡。
肠道细菌如何帮助你消化食物
你自身的消化酶无法分解膳食纤维和抗性淀粉，肠道细菌可以做到。它们发酵这些难以消化的碳水化合物，并产生短链脂肪酸作为副产品，主要是乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐。这些并非废物，而是能量来源。
丁酸盐是结肠内壁细胞的首选能量来源，有助于维持肠壁的完整性。丙酸盐进入肝脏，参与调节血糖和脂肪代谢。乙酸盐进入血液，被全身组织利用。厚壁菌门内的细菌群，包括瘤胃球菌科和毛螺菌科等，特别擅长从植物复合纤维中产生丁酸盐。一些研究表明，厚壁菌门细菌比拟杆菌门细菌更有效地从食物中提取热量，这也是这两个类群的比例在肥胖研究中受到关注的原因之一。
维生素生产
肠道细菌能合成多种B族维生素，包括维生素B12、叶酸、核黄素、烟酸和维生素B6。维生素B12尤其值得注意，因为它只能由细菌产生，植物和动物都无法合成。据估计，42%的肠道细菌基因组携带产生B12所需的基因，肠道菌群可能产生你每日推荐摄入量的大约三分之一。尽管如此，大部分细菌产生的B12是在大肠中，而那里的吸收能力有限，因此膳食来源仍然至关重要。
训练免疫系统
你的肠壁内含有专门化的免疫组织，紧邻着菌群。自出生后肠道细菌建立起来的那一刻起，这些组织就处于持续激活状态。免疫细胞通过伸入肠道的特殊细胞，或向内运输微生物碎片，从肠道内壁取样细菌。这种持续的接触驱动了称为生发中心的免疫训练中心的形成，在这里免疫细胞学会区分无害的微生物和真正的威胁。
这个过程的影响远不止于肠道。在一个引人注目的例子中，研究人员发现，由肠道细菌暴露塑造的免疫细胞，能够迅速对由细菌糖类制成的肺炎疫苗产生反应。这些做出反应的免疫细胞此前已通过与肠道细菌上相似结构的接触，得到了预先训练。换句话说，你的肠道微生物组让你的免疫系统在识别从未直接接触过的某些病原体时，获得了先发优势。
阻止有害细菌
一个结构稳定的肠道菌群通过称为“定植抵抗”的过程，充当着抵御感染的活体屏障。有益细菌通过多种方式排挤潜在的入侵者。它们直接竞争病原体生长所需的相同营养物质。一些物种会产生称为细菌素的小型抗菌蛋白，杀死或抑制有害细菌。其他物种则产生代谢副产物，使环境对后入侵者不友好。这就是为什么使用抗生素破坏微生物组可能会让你暂时易受感染的原因之一：保护性菌群被削弱，而机会性病原体面临的竞争减少了。
肠脑连接
你体内约95%的血清素（一种涉及情绪、睡眠和食欲的化学信使）存在于肠道而非大脑中。肠道细菌影响血清素及其他信号分子的产生，在肠道和大脑之间建立了一条沟通通路。这条连接通过迷走神经、免疫信号以及细菌释放到血液中的代谢物来实现。这种关系是双向的：压力和情绪可以改变肠道环境，而肠道细菌的变化也能影响心理健康。
为什么多样性很重要
微生物多样性，即存在的不同细菌种类的数量和种类，是衡量肠道健康最常用的指标。一个多样化的群落往往是一个稳定的群落，就像自然界中多样化的生态系统比简单的生态系统更能抵抗干扰一样。低多样性始终与疾病状态和健康不佳相关联，这种情况通常被称为“菌群失调”。从炎症性肠病到代谢性疾病，再到神经系统疾病，许多疾病都与微生物多样性降低有关。
目前没有单一的数字可以定义“健康”的多样性得分，因为正常范围因年龄、地理位置和饮食而异。但基本原则是成立的：一个拥有许多执行重叠功能的不同物种的肠道，比由少数物种主导的肠道更具韧性。摄入富含不同植物来源纤维的多样化饮食，是支持这种多样性的最可靠方法之一，因为不同的细菌专门发酵不同类型的纤维。
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