发布时间：2019/01/25    浏览：74663次    

体温调节是指在体内、外环境温度的刺激下，机体调整自身的产热和散热过程，使体温保持在相对恒定的水平。所有动物都需要感知外界温度，躲避对身体有害的过热或过冷气候，调节自身体温，维持内环境的稳定。保持体温的恒定对于恒温动物非常的重要。

自然界的所有动物和植物都是共生生物体，都含有丰富多样的微生物群落。过去的20年中，许多研究表明微生物能够以多种方式参与宿主在特定环境中生存和繁衍能力，包括其在形态、发育、行为、生理、抗病性及其进化中的作用。微生物对其宿主的另一种影响可能被低估，那就是热量的产生。

几个数据

据估计，人类肠道中的微生物代谢每小时产生约61千卡的热量，这相当于一般人在休息时产生的总热量的大约70％。

与所有细胞一样，微生物产生的热量是酶促分解代谢底物和合成细胞物质的副产物。当以单位重量表示时，微生物产生的热量比其它任何有机体都多。细菌产生的热量的多少取决于生长底物、生长速度和生长阶段。一般来说，产热量与生长速度成反比：生长速度越快，单位重量的产热量就越低。比如，一项研究以Prevotella ruminicola为例使用微量热量计进行了测量，Prevotella ruminicola以葡萄糖为底物进行厌氧生长时具有特定的产热速率，当倍增时间为2.5h时，产热率为每g细菌干重135 mW（毫瓦特）；当倍增时间为4h时，产热率为每g细菌干重247 mW。由于哺乳动物肠道细菌的平均倍增时间为2.7-2.9h，所以预测产热量为每g细菌干重168 ± 11 mW。这与报道的Streptococcus bovis以葡萄糖为底物进行厌氧生长时的产热值（每g细菌干重170 mW）是很接近的。

1 W（瓦特）相当于0.24 cal/sec（卡路里/秒），那么估计肠道细菌的平均产热率（每g细菌干重168 mW）就相当于每g细菌干重0.0403 cal/sec。因此，人类结肠内的细菌大约300 g干重细菌，产热率大约为12 cal/sec或43 kcal/h（千卡/小时）。假设这些热量分布到一个70公斤的人身上并且没有热量损失，肠道细菌会使体温升高约1.0℃/ h。相比之下，人类在休息时产生的总热量大约为每kg体重1 W，或者对于一般人（按70 kg算）来说为70 W，相当于60 kcal/h。因此，休息时身体热量的约70％是肠道细菌代谢的结果。哺乳动物肠道微生物生长和产热的底物的主要来源是复杂的不可消化的碳水化合物和宿主的黏蛋白。

当然，这一数据的论证也包含了几个假设：首先，肠道细菌的产热速度与在厌氧罐中生长缓慢的Prevotella ruminicola相似；其次，人类肠道中的细菌干重为300 g，但实际上这个数值是可变的，而300 g只是一个平均估计。

肠道菌群参与体温调节有证据吗？

其实早在1978年，俄文发表的一项题为《Body temperature and the reaction to pyrogenal in germ-free and ordinary animals》的研究发现，与常规饲养的动物相比，无菌小鼠和无菌小型猪的平均体温有所下降，它们应对发热源也没有明显的发热反应。

1990年，一项发表在《美国生理学杂志》上的研究中，研究人员给大鼠和小鼠植入生物遥测发射器，长时间的记录腹部温度和活动。研究人员在它们的饮水中添加不可吸收的抗生素减少它们的肠道细菌，结果发现，它们在白天和夜间的体温均有明显下降。同样，研究人员在无菌小鼠中也发现了类似的结果。无菌小鼠和常规饲养的小鼠体温的昼夜节律没有不同；然而，无菌小鼠的白天和夜间体温均比常规饲养的小鼠体温低。无菌小鼠的这种体温降低与活动的变化无关。

1999年，研究人员又调查了口服抗生素对健康的兔子的体温的影响。研究人员在六只兔子的饮水中添加硫酸新霉素连续10天，在另七只兔子的饮水中添加氯霉素和链霉素连续6天，结果发现，两组兔子在抗生素处理三天后，体温都明显下降，降低0.2-0.3℃。不过，这种体温下降是暂时的，六天后体温又回到抗生素处理前的水平。抗生素处理对体温的昼夜节律无影响。

2015年，一项发表在《Cell》杂志上的研究也发现，寒冷的环境会导致小鼠肠道菌群的改变，肠道菌群的改变能够促进小鼠能量的获取、增加胰岛素敏感性、增加肠道吸收表面积、促进白色脂肪组织的褐变，从而应对寒冷的胁迫，调节体温。

所有这些结果都表明，肠道菌群对于啮齿类动物的体温都具有调节作用，肠道菌群可能也有助于维持健康动物的体温恒定。肠道菌群产生的热量也可能有助于解释为什么无菌小鼠的卡路里摄入量比常规饲养的小鼠高29%，但是体内总脂肪含量却比常规饲养小鼠低40％。

在反刍动物、白蚁和其它降解木质纤维素的动物中，大部分热量的产生也是微生物的结果，要么直接来自于微生物代谢，要么间接通过用于宿主代谢的发酵产物的产生。据观察，在排空山羊瘤胃微生物群后，产热量减少约50％，这表明在禁食期间，动物产生的一半热量来自于微生物发酵，一半来自于宿主代谢。同时，瘤胃微生物群产生的热量受到饮食的影响。根据这些数据以及饮食影响人类肠道微生物群组成的事实，表明食物可以具有升温或降温的特性，这取决于它们给微生物群带来的变化。

总之，共生微生物产热是一种普遍现象，因为所有的动物都含有丰富的微生物，所有微生物都会产生热量。尽管微生物产热的意义几乎没有被研究过，但其可能具有深远的影响。它可以帮助恒温动物在寒冷气候下避免体温过低，而在冷血动物中可能可以帮助提高体温。进化可能帮助那些生活在寒冷环境中的动物或人类选择了产生更多热量的微生物。 

人类中亦是如此吗？

人类中是否有同样的反应呢，目前还没有研究数据的支持。我们知道发烧是指致热原直接作用于体温调节中枢、体温中枢功能紊乱或各种原因引起的产热过多、散热减少，导致体温升高超过正常范围的情形。引起发烧的一个主要原因就是感染，包括常见的各种病原体，如细菌、病毒、真菌、支原体等引起的感染性疾病，其中以细菌引起的感染性发热最常见，其次为病毒等等。感染会影响肠道菌群的组成，那么感染是否会造成产热多的细菌数量增加而导致体温升高呢？发烧的情况下，我们有时会选择一些抗生素来退烧，这可能有着与动物研究中发现的口服抗生素可使体温降低类似的原理，即杀死某些肠道细菌，特别是那些可能产热多的细菌。我们在日常生活中也难免出现发烧的症状，但是笔者亲身经历过，在感觉开始有发烧迹象时，大量补充益生菌可以抑制体温继续上升，12-24小时内基本可以恢复正常。这些大概也可以说明调节肠道菌群可能可以潜在地调节人类的体温。如果能够证明肠道菌群参与调节人类体温，调节肠道菌群在退烧中发挥重要作用的话，或许我们就可以通过饮食或益生菌干预来进行退烧，而避免现在常用的退烧药所带来的副作用。

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