我们的身体携带有数以万亿计的微生物，其数量远远超过人类自身细胞的数量，其所编码的基因是人类自身基因组的150倍，这些微生物与我们互惠互利，和谐共生。2015年，美国范德堡大学进化生物学家Bordenstein及其同事在《PLos Biology》杂志上发表论文提出，“我”的定义应该扩大，应该把微生物加入进来。“我”应该包括身体内和身体表面的微生物，我们不只是人，而是一个“超级共生生物体”（holobionts）。

这些微生物生活在我们的皮肤、口腔、呼吸道中，主要在我们的肠道中。20世纪初期，梅契尼科夫在研究人类长寿问题时，发现人体大肠非常适合腐败细菌的生存，而这些细菌对人体的危害极大，是造成早衰、减寿的原因。他在保加利亚进行调查时，发现这个国家每1000名去世的人中，有4名是百岁以上的长寿者，这些高龄老人无一例外生前都爱喝酸奶。梅契尼科夫断定这些高龄老人都是喝了酸奶的结果，他通过对酸奶进行化验后发现，酸奶中有一种能有效消灭大肠内的腐败细菌的杆菌，并将它命名为“保加利亚乳酸杆菌”，在他的“长寿学说”中，他指出“保加利亚乳酸杆菌”能够有效抑制人体胃肠道里腐败细菌的生长，并吸收肠道里的食物残渣，减少由于肠内有害菌对整个机体的毒害。

然而，直到100年后，对肠道菌群的研究才蓬勃发展并势不可当。越来越多的研究发现肠道微生物及其代谢产物直接或间接的影响着人体的营养物质加工、消化吸收、能量平衡、免疫功能、胃肠道发育和成熟及其它多种重要的生理活动。肠道和肠道菌群的健康是决定整体身心健康的一个关键因素，肠道菌群的破坏可能影响身体的每一个器官。越来越多的研究也将肠道菌群与宿主的‍各个器官相互交织在一起，已经确定了微生物-肠-脑轴、肠-肝轴、肠-脂肪组织轴、肠-心轴、肠-皮轴、肠-骨轴、肠-肺轴、肠-甲状腺轴、肠-胰腺轴、肠-肾轴和肠-眼轴。它们正在掀起一场新的医疗保健革命。

共生关系

一个共生状态的肠道是由自然平衡的微生物群落组成的，“好”微生物的数量远远超过“坏”微生物的数量，并控制着它们的生长繁殖。

共生状态的肠道菌群会发酵未消化的碳水化合物和膳食纤维产生短链脂肪酸，其中，最丰富的短链脂肪酸是乙酸、丙酸和丁酸。短链脂肪酸可以充当肠道上皮特殊营养和能量组分、保护肠道黏膜屏障和增强胃肠道运动机能等。短链脂肪酸也可以扩散到血液循环中，作用于远处的器官/组织/细胞。

短链脂肪酸可以提供多方面的生理益处：

1.全身性的抗炎症作用。

2.促进白色脂肪组织褐变，从而更容易产生热量或释放能量。

3.通过调节骨细胞前体的活性和肝脏中胰岛素样生长因子-1（IGF-1）的产生来促进骨形成。

4.促进皮肤菌群和肺部菌群中喜爱短链脂肪酸的微生物的生长，支持其共生关系。

共生状态的肠道微生物也能合成各种维生素，比如维生素B1、泛酸、烟酸、维生素K2和维生素B12等，这些都是宿主基本的生化反应中酶辅因子所必需的，包括DNA复制、细胞增殖和能量产生等。

肠道中的乳酸杆菌和双歧杆菌可以制造各种大脑神经生化物质，包括5-羟色胺、多巴胺、γ-氨基丁酸、谷氨酸等。事实上，人体90%的5-羟色胺、50%的多巴胺是在肠道中产生的。迷走神经可能是这些微生物神经生化物质与大脑交流的导管。由于肠道微生物会合成大量的大脑神经生化物质，这种共生关系的丧失会对大脑产生不利影响。对肠道菌群的操控很容易改变大脑神经回路，并导致小鼠的行为改变。这一现象也越来越多地开始在人类身上得到证实，越来越多的研究已经证实肠道菌群失调与大量脑部疾病有关。

菌群失调

当肠道菌群偏离正常时，肠道菌群失调就会发生，“坏”微生物及其有害代谢物的数量过多，甚至超过“好”微生物。诱发肠道菌群失调的常见原因有抗生素、不良饮食、睡眠不足、心理压力以及原有的健康状况等。

肠道菌群失调意味着失去共生关系。肠道微生物共生代谢物的产生会急剧下降，比如短链脂肪酸和大脑神经生化物质，它们给我们带来的各种生理益处也会逐渐丧失，直到肠道菌群失调得以恢复。

肠道菌群失调还会引发局部炎症，破坏肠道内壁，导致肠道渗漏。这使得细菌及其内毒素从肠道转移到血液循环中，在宿主体内引起低度、持续的全身性炎症。因此，肠道菌群失调可能引发或加剧现有的炎症条件，增加疾病风险。全身性炎症又会进一步加剧肠道内壁的损伤，恶性循环不可避免地随之而来。

随着肠道中“坏”微生物数量的过度增长，导致有害微生物代谢产物的合成数量异常，这也会增加疾病风险。比如失调的肠道菌群可能从膳食胆碱和肉碱中产生过量的三甲胺（TMA）通过门静脉进入肝脏，转化为氧化三甲胺（TMAO）。过量的氧化三甲胺对肝脏、心脏和肾脏都有毒性，特别是心脏，因为氧化三甲胺被证实是心血管疾病的危险因素。

另一个例子是游离酚和对甲酚，这通常由肠道中的梭菌产生，它们可以在皮肤中积累，破坏表皮屏障和分化。梭菌的其它代谢物包括4-甲酚和4-羟基苯乙酸等，它们能抑制多巴胺-β-羟化酶，这种酶在大脑中将多巴胺转化为去甲肾上腺素。游离酚和对甲酚的积累会导致过量多巴胺的积累，对神经元产生毒性。这些有害的肠道微生物代谢物在低剂量下通常不会引起任何并发症，但是在肠道菌群失调的过程中，它们大量积累，故事就会发生变化。

总的来说，当肠道菌群失调时，以下情况也会随之发生：

正是因为如此，肠道菌群失调被发现会导致体内各种器官/组织的功能失调和疾病，也就不足为奇了：

1.大脑：抑郁症、记忆障碍、厌食症、成瘾、帕金森病、阿尔茨海默病、自闭症和精神分裂症等（肠-脑轴）

2.肝脏：酒精性脂肪肝、非酒精性脂肪肝、肝硬化、肝癌（肠-肝轴）

3.脂肪组织：肥胖、非酒精性脂肪肝（肠-脂肪组织轴）

4.心脏：动脉粥样硬化、心力衰竭、房颤等（肠-心轴）

5.皮肤：痤疮、特应性皮炎、牛皮癣、酒糟鼻等（肠-皮轴）

6.骨骼：骨质疏松（肠-骨轴）

7.肺：过敏、哮喘、囊性纤维化、慢性阻塞性肺病（肠-肺轴）

5.甲状腺：自身免疫性甲状腺炎（肠-甲状腺轴）

9.胰腺：1型糖尿病、2型糖尿病、胰腺炎、胰腺癌（肠-胰腺轴）

10.肾脏：慢性肾病、糖尿病性肾病（肠-肾轴）

11.眼睛：自身免疫性葡萄膜炎、老年黄斑变性、青光眼、干燥综合症（肠-眼轴）

越来越多的研究证明了上述疾病与肠道菌群失调之间的相关性，然而，肠道菌群失调到底是导致疾病的原因还是疾病的结果，一直备受争议。粪菌移植研究证明了肠道菌群失调在促进疾病发生中的重要作用。当将肥胖者的肠道微生物移植到无菌小鼠的肠道中时，会导致小鼠肥胖，这在一定程度证实了因果关系。肥胖只是一个例子，类似的研究结果也已经在抑郁症、帕金森病、精神分裂症、自闭症、肠易激综合征、结肠癌等疾病中得到了观察。

总而言之，我们人体是一个与数以万亿计的细菌共生的“超级生物体”，我们其实只有10%是人类，而另外90%是细菌，它们对于我们正常的生理功能也是不可或缺的。现代医学只关注到了人体自身10%的细胞，而忽略了90%的细菌，甚至还在不断的破坏它们，慢性疾病越来越高发也就是自然而然的事情了。在疾病的预防和治疗中，如果不考虑这90%的细菌也必然无功而返。

医学之父希波克拉底早在2000多年前就说过“万病始于肠”，益生菌之父梅契尼科夫20世纪初也提出“当肠道中的‘好’细菌无法控制住‘坏’细菌时，大多数疾病就可能发生”。从希波克拉底到梅契尼科夫再到今天，相信很多人不再否认肠道微生物-宿主共生生态系统是健康的基石。破译这个生态系统的工作原理可以给医疗保健和我们如何预防或治疗疾病带来革命性的变化。