人類腸道盤曲的奧秘

侯安山

蜿蜒盤旋——腸道的結構

腸道是人體最重要的消化器官之一，大部分位于腹腔的中下部。人們經口攝入的所有食物，都要在腸道內依次經過小腸（分為十二指腸、空腸和回腸3 部分）、大腸（大體分為盲腸、闌尾、結腸、直腸和肛管5 部分）進行分解、消化和吸收，所剩殘渣形成糞便從肛門排出，完成人體所需營養物質和水分的攝取。

你知道人的腸道有多長嗎？成年人的小腸和大腸加起來的長度為7～8米，相當于人體身高的4倍左右。如此之長又十分柔軟的腸道，是如何擺放在體積相當于半個學生書包大小的腹腔內呢？而且，在這個過程中，腸道既不能擰扭也不能擠壓，實在是一個不小的難題。

好在人體的“建筑師”十分盡職，所依據的“圖紙”（基因序列）也早就對此做好了精細設計。在人類胚胎發育早期，腸道僅僅是一段與胃泡（胃的初始期）連接的直管。隨著腸管的快速延長，為合理利用腹腔內有限的空間，只能逐漸盤曲起來，而且這種盤曲也不能是雜亂無章的。于是，腸道中最長的小腸部分（6 米左右），便像植物懸空的螺旋狀抓須（攀緣植物用于纏繞在其他物體上的繩狀細條）一樣，全都沿著逆時針方向旋轉，逐漸在腹腔內盤成了左右上下的螺旋狀，蜿蜒布局在結腸的門字形框架內，在右下腹與結腸的回盲部（回腸末端與盲腸交接的部位）連通。

螺旋狀盤旋的藤蔓

腸道的大體走向

小腸的這種螺旋狀盤曲可以有效地減少腸道的大角度折彎，使在胃內已基本消化成糊狀的食糜，在腸道內的流轉不僅順暢無阻，還能保證食糜隨著腸道規律蠕動，在所有腸段內緩緩地單向勻速前行，流動速度既不過快也不過慢，保證了腸道能對食物中的營養物質和水分充分消化吸收。

人體倘若攝入的食物變質或不潔導致胃腸發炎，為迅速將有害物質排出，胃部會急劇收縮產生嘔吐；腸道也會加大收縮運動的強度和頻率，從而導致腹痛、腹瀉。所以腹痛、腹瀉雖然很難受，但也是人體的一種自我保護機制。

有關腸道逆時針盤旋的推測

水流的漩渦

為什么小腸的螺旋狀盤曲都是逆時針進行的？這也是生物科學界探討了多年的一個科學之謎。腸道盤曲是根據消化的需要，早在5 億年前的寒武紀——早期脊椎動物形成時期就已經開始了。而對于盤曲的方向，生物學家普遍認為可能與地球的自轉方向所形成的慣性力有關，如同植物的卷須或攀緣以及水流的漩渦都是沿著一個方向進行一樣。

但北半球的慣性力是逆時針旋轉，南半球的慣性力是順時針旋轉，據此現象就無法解釋為何在南半球出生的人，其腸道的盤旋仍然是逆時針進行的。于是人們認為，或許在人類進化史上腸道盤旋是在北半球初始形成的，經過漫長的進化適應，逐漸銘記在遺傳密碼上不再更改。于是人類無論孕育在地球的哪個角落， 其腸道便都是逆時針旋轉了。

新發現——腸道逆時針盤旋的遺傳機制

近期，來自美國康奈爾大學的研究團隊破解了腸道逆時針盤旋的遺傳機制，發現了控制腸道旋轉的轉錄因子Pitx2 及其作用過程。該研究成果對于理解器官形成的基本機制具有重要意義，并為預防和診斷新生兒先天缺陷提供了線索。

人類腸道的逆時針盤旋規律一旦被打破，例如因基因突變而發生節段性順時針盤旋發育，勢必會造成因腸道盤曲混亂而導致銳角折彎、腸套疊等病變，最終導致消化不良或腸道缺血性壞死，乃至造成新生兒“逆轉者昌，順轉者亡”的現象。好在現代醫療科技的發展已可以實施手術干預，將患兒混亂的腸道在腹腔內重新擺布，使患這一類罕見病的新生兒獲得新生。

有人將人體比作精密運行的機器。每個部分各司其職又相互配合，而且每個器官的構造細細探究起來都可以稱得上是巧奪天工，每一處細節里都鐫刻著人類進化的歷史，蘊含著大自然的智慧。

（責任編輯 / 張麗靜 美術編輯 / 周游）