人體細菌的功與過

細菌是一種極為古老的生物，已有數(shù)十億年的歷史。自人類的遠古祖先在地球一出現(xiàn)，一些細菌就鉆進各個器官定居。起初很不協(xié)調(diào)，因為細菌對機體來說是異種蛋白，會引起免疫反應(yīng)，人類的遠祖會生病。經(jīng)過億萬年的磨合，人體細菌終于能同人和平共處，成為機體不可少的一部分。

動物和人體的每一個部位，都生活著大量的細菌。眼睛是心靈的窗戶，也是人觀察世界的窗口。在兩只眼睛中生存著有1克細菌：作為呼吸濾清器的鼻腔，里面也生活著10克細菌；口腔、肺中各有20克細菌：皮膚的表面有200克細菌。人的腸道更是細菌的天堂，每克大腸的內(nèi)容物中有幾十萬億個細菌!一個健康的人體中竟約有細菌1～1.5千克!

人體中的細菌有500多種，已經(jīng)定名的細菌有100多種。大部分細菌是人出生后，通過呼吸進入口腔和呼吸道，更多的是通過食物、飲水進入胃腸，最后在小腸和大腸定居。

人體是細菌的大本營，它們同人體構(gòu)成了和諧的共生關(guān)系。細菌間相互關(guān)聯(lián)、相互制約，保持著人體的生態(tài)平衡。如果人體中有一類細菌“造反”，或有外來細菌入侵，打破了微生態(tài)的平衡，人就會生病。

無菌動物的出現(xiàn)

一般人都會認為，細菌是有害的。人體中如果沒有細菌，是不是就會很健康?在科學家中曾有過激烈的爭論。19世紀，法國著名的細菌學家路易·巴斯德認為，動物和人離開了細菌就不能生存。1886年，生物學家南凱提出了相反的觀點，他認為，離開了細菌，動物和人照樣能生存。于是，在微生物學界展開了一場持久的爭論，各執(zhí)己見。由于雙方都沒有令人信服的實驗依據(jù)，因此，誰也說服不了誰，最后便不了了之。

9年后，細菌學家牛臺爾和西爾夫德用滅菌的牛奶，養(yǎng)活了經(jīng)剖腹產(chǎn)得到的無菌豚鼠，初步證明，沒有細菌，動物也能活。1898年，細菌學家凱特洛斯將小雞置于無菌環(huán)境中17天。1902年，他又創(chuàng)造了無菌雞存活30天的記錄。至此，無菌動物可以存活的結(jié)論才得到世人的公認。1957年，英國細菌學家切克斯勒利用耐酸的高強度塑料薄膜，發(fā)明了無菌隔離器。切克斯勒發(fā)明無菌隔離器，完全出于愛心。1971年一天，一位孕婦即將分娩，產(chǎn)前檢查時發(fā)現(xiàn)，男嬰患有先天性綜合性免疫缺陷癥，這是一種連鎖遺傳病。而這個年幼的患者完全沒有免疫力，任何病菌都能致這個脆弱的小生命于死地。為了挽救孩子，切克斯勒制作了塑料無菌小室，讓這個名為戴維的男孩在里邊生活了12年5個月零1天。為了讓小戴維走出隔離室，醫(yī)生們決定給他做骨髓移植手術(shù)，但手術(shù)沒有成功，小戴維最終還是離開了人間。

后來，人們嘗試利用無菌隔離室培養(yǎng)了大量的無菌動物，并傳宗接代。科學家給這些無菌動物取了一個專有名詞——“悉生動物”。悉生動物被發(fā)現(xiàn)后，很快便成為人類醫(yī)學和科學事業(yè)不可缺的助手。無菌技術(shù)在醫(yī)療、科研、無菌生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。

討厭的有害病菌

科學家在悉生動物的實驗中，了解了人體細菌的特性：它們大多是厭氧性微生物，只要一離開人體環(huán)境就會死去。科學家通過長期的實驗觀察發(fā)現(xiàn)，一直在無菌條件下生活的無菌鼠，壽命要比普通鼠延長1/3。原來無菌大鼠的心、肺、腎、腦等部位沒有因年齡增加而發(fā)生病變，這說明了有些細菌的存在同機體衰老有關(guān)。

又如，齲齒是一種常見病，患者因牙質(zhì)腐蝕痛苦不堪，無菌大鼠卻不發(fā)生齲齒。醫(yī)學家將大鼠腸道分離出來的一種鏈球菌，以及從人體齲齒中分離到的三種厭氣性鏈球菌，接種到無菌大鼠體中，無菌大鼠不久就發(fā)生了齲齒，這說明齲齒同人體鏈球菌關(guān)系密切。這啟發(fā)了醫(yī)學家預防齲齒研究的方向——控制人體中腸道的鏈球菌，不讓它們亂串到口腔中，是減少齲齒的根本辦法。

土壤中的硝化細菌能將硝酸鹽轉(zhuǎn)化成一種致癌物質(zhì)亞硝氨，人體腸道菌群中的一些厭氧菌也有這種能力。人吃的食物中有一種叫蘇鐵素的化學物質(zhì)，在腸道微生物菌群的作用下會轉(zhuǎn)化成致癌物質(zhì)，誘發(fā)結(jié)腸癌，但給無菌大鼠飼料中增加蘇鐵素，卻沒有致癌作用。人體腹瀉是腸道菌群失調(diào)引起的，究竟是哪些菌群增加，哪能些菌群減少，才出現(xiàn)這種現(xiàn)象的。通過對悉生動物進行群菌接種，人們找到了答案，并用這種方法研制出了目前醫(yī)學上用于治療腹瀉的“整腸生膠囊”。整腸生膠囊里的數(shù)億計的腸道細菌芽孢能迅速恢復腸道微生態(tài)平衡。這項醫(yī)學成果對維護宇航員的腸道健康，完成空間飛行任務(wù)十分有效。

“有益菌”人體健康護衛(wèi)

長期以來，人們一直認為，越干凈越好。為了使得細菌無處可侵，人類甚至發(fā)明了各種清潔劑、洗手液、殺菌劑。實質(zhì)上，這是個不切實際的想法。細菌這個微生物群體，是地球最古老的生命之一，在生物圈中無處不在，生命力也很強。而且，倘若沒有細菌與人共生，人也不會健康，更不會活得長久。

科學家已經(jīng)培養(yǎng)出老鼠、小狗等各種悉生動物，但在無菌飼養(yǎng)下，這些實驗動物都弱不禁風，容易生病，且比正常出生的動物要短命。1942年，科學家培養(yǎng)出第一只無菌猴，生長在玻璃無菌室的小猴，和正常出生的小猴一樣活潑可愛，它的食物、飲水都經(jīng)過滅菌處理。可當在玻璃房生活得好好的小猴，離開無菌室后，三天兩頭拉肚子，受病毒感染得感冒也是家常便飯，免疫力同母親生出的小猴相比，極其低下，沒過多久，這只無菌猴就因病死了。無菌猴離開無菌環(huán)境活不長，則證明了巴斯德的話是對的，動物離開細菌是不能生存的。

人也是一樣，離開了細菌也是不行的。人體中的絕大多數(shù)細菌是有益于人體的微生物，同人和睦相處著。在醫(yī)學上，它們被稱為“益生菌”或“有益菌”。如人體中的腸道細菌，它利用糖類物質(zhì)發(fā)酵，產(chǎn)生大量乳酸、有機酸和乙醇等，具有抑制腐敗菌、提高消化率、防癌等生理功效。它們每天分裂28次，很能適應(yīng)腸道的缺氧環(huán)境，像天鵝絨草一樣長滿腸道內(nèi)壁，讓一些有害細菌無插足之地。腸道菌群的組成影響著每個人的健康。研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群結(jié)構(gòu)紊亂與許多諸如糖尿病、肥胖癥等疾病有關(guān)。不同的人具有不同的腸道菌群組成結(jié)構(gòu)，飲食、藥物以及環(huán)境因素可以影響個體腸道菌群的組成。因此，科學家們認為可以通過發(fā)明一些以腸道細菌為靶點的藥物，糾正紊亂的菌群結(jié)構(gòu)從而達到治療各種疾病的目的。

在人的結(jié)腸中還有一種多形擬桿菌，以桿形為主，也有雙叉、多叉等形態(tài)。多形擬桿菌能消化人體食物殘渣中的植物纖維，為人體提供15％的能量。在腸道中，還存在著一種數(shù)量很大的細菌——大腸桿菌，它們能合成一些維生素，排拆少數(shù)致病菌。

生活在皮膚表面的細菌，以人體分泌的有機酸、油脂等為食，正常情況下不會對人造成傷害。但如果發(fā)生皮膚破損等意外事件，一些致病菌就會乘虛而入，導致感染性疾病的發(fā)生。

科學利用細菌

科學家用新型探針窺視23名來自紐約的健康測試者的胃，發(fā)現(xiàn)了128種不同細菌活躍在胃壁的黏液里，其中的10％是科學界完全陌生的。尤其令科學家驚訝的是，在人的胃中發(fā)現(xiàn)了耐輻射的球菌，這種細菌生命力特別頑強，只在滾燙的溫泉和核材料倉庫里才能見到，現(xiàn)在竟也生活在人的胃里!隨后，他們又在人的腸道發(fā)現(xiàn)大量的微生物，其中62％的細菌是首次露面。

最近，中外科學家通過人尿液代謝成分的分析發(fā)現(xiàn)，厚壁細菌中的一種梭形菌參與了人體的8種代謝過程，與人體的健康密切相關(guān)。人體細菌對科學家來說是一個全新的世界，它們對人的生活、生理和遺傳究竟起到了怎樣的作用，還待進一步研究。

人體細菌是人體不可少的，它們維持著各個器官系統(tǒng)，特別是消化系統(tǒng)的正常功能，保護人類健康成長，如果人體菌群失去平衡，人體的正常功能就會受到影響。在建設(shè)和諧社會中，人是第一要素，只有健康的人體才有精力完成建設(shè)和諧社會的重任。所以，我們要研究人體細菌、了解人體細菌、保護有益的人體細菌。

細菌(包括所有微生物)是生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的分解者，它們化腐朽為神奇，讓廢棄的有機物變成無機物，回歸大自然，使生物圈的物質(zhì)循環(huán)和能量流動得以繼續(xù)。人類解決環(huán)境、能源、污染、生產(chǎn)等難題，都可借用微生物的力量。例如，科學利用沼氣細菌，帶動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)循環(huán)，做到物盡其用，減少農(nóng)業(yè)污染。我國新疆的科技人員，利用科學方法將多種微生物進行合理搭配，發(fā)明了微生物秸稈發(fā)酵曲劑，不僅增加了秸稈發(fā)酵飼料粗蛋白和糖分，將它用于畜牧養(yǎng)殖，還可以減少飼料，降低成本。

工業(yè)生產(chǎn)也能借用微生物之力。如制造生物柴油用玉米做原料，成本高，且經(jīng)濟效益低。而用秸桿生產(chǎn)生物柴油很便宜。一些真菌(如草菇等)能在秸稈等粗纖維上生長，它們體內(nèi)的纖維素分解酶能使大纖維素在常溫常壓下變成糖。

美國科學家對纖維素分解酶基因進行克隆，大量制造這種酶，用于生物柴油生產(chǎn)，使草料變成了清潔的生物能源，既環(huán)保又經(jīng)濟。