江苏龙网

  1. 首页 > 人文 > >

「科学大院」人体温度降低 难道还是微生物的锅？( 三 )


结果 ， 发现 ， 接种大肠杆菌对体温没有明显影响 。 而使用了肠道微生物则会导致体温迅速升高（下图1） 。 与无菌对照相比接种了肠道微生物的小鼠体温升高了0.5℃（下图2） ， 而常规小鼠的平均温度比无菌小鼠的平均温度高0.4℃ 。 也就是说 ， 接种肠道微生物就能把降低的体温完全恢复过来 。

「科学大院」人体温度降低 难道还是微生物的锅？
本文插图
人类也是如此吗？
这方面的研究还很少 ， 也许通过提高微生物多样性 ， 增加某些微生物可以升高体温 ， 期待有兴趣的研究人员能够给我们证据 。
不过 ， 这方面也有一些潜在证据 。 比如 ， 2019年 ， 中科院遗传与发育生物学研究所的科学家们于《Cell report》发文 ， 探究了肠道菌群在激活棕色脂肪中的作用 。 棕色脂肪具有很好的产热能力 ， 这种非颤抖性的生热能提高体温 。
「科学大院」人体温度降低 难道还是微生物的锅？
本文插图
棕色脂肪是近年来肥胖研究中的“超级明星” 。 在婴儿的肩胛骨处 ， 有很大一块棕色脂肪组织 。 它的工作是吸收营养物燃烧能量 ， 产热以调节体温 。 随着婴儿逐渐长大 ， 棕色脂肪则渐渐变小 ， 成人体内可能都消失了 。
2009年 ， 首次证明 ， 成人还保留了一点棕色脂肪 ， 尤其在颈部、锁骨、肾脏和脊髓等部位 ， 只是并不太活跃 ， 当身体变冷时就会被激活 。 大量研究证实 ， 和瘦人、健康人相比 ， 肥胖和糖尿病人群身上更难发现棕色脂肪 。
「科学大院」人体温度降低 难道还是微生物的锅？
本文插图
研究人员发现 ， 当他们给小鼠服用抗生素“除掉肠菌”后 ， 小鼠的棕色脂肪会受到损伤 ， 产热能力下降 。 没有了肠菌的小鼠 ， UCP1基因的表达就不能增加 ， 白色脂肪褐变的水平也降低了 。 2018年 ， 有研究表明 ， 如果给小鼠口服灌胃常见细菌的代谢物丁酸盐后 ， 这种损害得到了部分逆转：丁酸盐显著增强了抗生素处理小鼠的棕色脂肪水平 ， 增加了能量消耗 ， 并部分逆转了由于微生物群耗尽而引起的产热受损 。
这说明 ， 调节肠道菌群提高体温还是很有希望的 ， 至少补充微生物代谢物丁酸盐就已经看到了趋势 ， 也许补充特定的微生物后 ， 降低的体温就能够补回来 。
一个体重70KG的人 ， 肠道微生物每小时可以产生70瓦热量？
对用微生物来提高体温这事 ， 还真有人认真探讨过 。 以色列特拉维夫大学的Rosenberg, Eugene教授在2016年发表过一篇文章 ， 在里面详细探讨了肠道微生物与体温的关系 。 像所有细胞一样 ， 微生物只要活着就会产生热量 ， 并且它们转化热量的效率比动物还要高 。 通常 ， 微生物的热量产生和生长速率成反比：生长越快 ， 单位重量产生的热量速率越低 。
微生物究竟能产多少热量呢？据报道 ， 使用微热量计测量以葡萄糖为底物的一种厌氧菌的生长后 ， 算出细菌的比热产生速率为可以达到247毫瓦/克 。 花费的时间约为4h ， 考虑到哺乳动物肠道细菌的平均倍增时间为3h左右 ， 因此 ， 预计动物体内细菌的产热量为168±11mW/g 。
由于1W=0.24cal/sec ， 因此 ， 肠道细菌估计平均产热量为168mW/g ， 相当于每g细菌0.0403cal/sec 。 人类结肠的常驻细菌的重量大约为300g干重（NIH人类微生物组计划2012年估计值） ， 这将产生约12cal/sec或43kcal/h的热量 。 假设热量散布在70公斤体重的人身上 ， 并且没有热量散失 ， 则肠道细菌会使这个人的体温升高约1.0°C/h 。 相比之下 ， 一个人在静止时产生的总测得热量约为1W/kg ， 对于一个普通人来说也就是70W ， 相当于60kcal/h 。 这几乎占到了静止状态时 ， 人体约70％的体内热量 。 也就是说理论状态下 ， 肠道细菌代谢产生的理论能量可以占到人体能量的这么多 。


推荐阅读


上一篇：IBM：告别“第二性”，新时代的女性价值及领导力

下一篇：「互联网乱侃秀」华为P40起售价比小米10还低？是小米贵了，还是华为便宜了？