肠道微生物组具有昼夜节律。以下是它可能如何影响您的健康。

肠道微生物的日常波动可能会对身体产生多种影响，但仍然存在许多问题。

肠道微生物组是消化道中活跃的微生物群落，似乎按 24 小时时钟运行。这可能对我们的健康非常重要——但科学家们才刚刚开始了解其中的原因。早期研究表明，这些细菌在从调节睡眠到分解药物等多种身体功能中发挥着重要作用。 

有证据表明，在成年人中，肠道中某些微生物的丰度每天都会波动。换句话说，这种变化遵循昼夜节律，类似于决定我们何时睡觉和醒来的身体过程。 

最近，一项研究表明，生活在两周大婴儿肠道内的细菌也有昼夜节律。该报告于四月份发表在《细胞宿主与微生物》杂志上，表明这种节律性随着年龄的增长而增强。 

研究人员发现，即使微生物从体内提取并在实验室中生长，它们也能保持这些昼夜节律，这表明它们的节律是内在调节的，因此不仅仅由肠道本身的因素决定。 

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研究作者推测，肠道微生物为何会出现这种行为尚不清楚，但它们的周期性行为可能以某种方式帮助它们在人类肠道中定殖。 

“生物学中的一切都有其原因”，这通常与特定特征是否有助于生物体生存有关，Dirk Haller，联合高级研究作者，美国技术大学营养与免疫学教授。慕尼黑，告诉《生活科学》。就肠道微生物组而言，微生物群落与人体一起进化，成为我们生理学的核心特征。

微生物群在很多方面对人类有益。例如，它通过调节免疫系统帮助保护我们免受感染，并代谢我们食物中不易消化的部分。反过来，肠道为微生物提供了一个安全、温暖的生存场所。哈勒说，因此微生物之间对肠道空间存在“极其激烈的竞争”，这种竞争推动了微生物的进化。 

按照这个逻辑，肠道内的微生物可能有昼夜节律，因为这样做对微生物和它们的人类宿主都有进化上的好处。哈勒和他的同事最近的研究揭示了这些细菌节律何时可能开始出现在特定人的体内，但这种昼夜节律如何影响我们的健康呢？

“这是最悬而未决的问题，”未参与这项新研究的肯塔基大学生物学教授文森特·卡松 (Vincent Cassone) 告诉《生活科学》。 

睡眠、疾病和药物

过去的一些研究探讨了人类肠道细菌的生物钟，例如产气克雷伯菌和枯草芽孢杆菌。然而，到目前为止，该领域的大多数工作都集中在啮齿类动物的肠道微生物组上。已知小鼠肠道中大约20%的微生物具有昼夜节律，其丰度在一天中的不同时间点表现出一致的波动。这些微生物包括梭菌目、乳杆菌目和拟杆菌目细菌，它们也发现 于 人类肠道中。 

这些细菌被称为“振荡器”，博士说。芝加哥大学医学教授尤金·张（Eugene Chang）没有参与这项新研究。他告诉《生活科学》杂志，大多数产生副产品分子，称为代谢物，被吸收到血液中并被带到其他器官，包括大脑。 

一旦释放到血液中，代谢物就可以进入宿主的昼夜节律网络并改变其功能——例如，它们可能会影响某些生物钟的激活模式和强度。张说，这被称为生物钟基因。科学家们尝试破坏实验室小鼠的这种昼夜节律串扰，并发现它会影响生理过程，包括新陈代谢和炎症。 

在老鼠身上的一些发现表明，我们肠道中的细菌产生的副产品可能会影响我们的睡眠-觉醒周期。细菌消化膳食纤维时会产生一种叫做“丁酸”的物质，并已被证明可以促进小鼠的睡眠。然而，需要更多证据来看看这些发现是否真的适用于人类。  

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在 2020 年对 4,000 多人进行的研究中，Haller 和他的同事发现，患有 2 型糖尿病和肥胖症的人的肠道微生物组的每日变化与没有这些疾病的人不同。哈勒说，这意味着昼夜节律与代谢疾病中的微生物组之间存在潜在联系，但其原因仍不清楚。 

控制肠道微生物以及宿主细胞的内部时钟都以复杂的方式相互作用，并且还受到外部因素的影响，例如我们什么时候吃东西，”博士说。加勒特·A·菲茨杰拉德 (Garret A. FitzGerald) 是宾夕法尼亚大学转化医学和治疗学教授，他没有参与这项研究。他在一封电子邮件中告诉《生活科学》，从理论上讲，这种“复杂的相互作用”可能会受到影响肠道的疾病的干扰。 

菲茨杰拉德说，例如，如果肠道内的细胞因某种原因受损，这可能会影响药物代谢的分解产物最终进入血液的量，并影响其他器官，如肺、肝或大脑。我们的肠道细菌在药物分解过程中发挥着重要作用，因此参与了这一连锁反应。

一门新兴的科学学科称为时间药理学，科学家们正在研究服用药物的时间是否会影响其安全性和有效性。除了影响人们的睡眠-觉醒周期之外，细菌的昼夜节律可能部分决定身体对特定药物的反应。 

此外，细菌的昼夜节律可能会影响细菌对抗生素的抵抗力。例如，研究表明，杀死某些细菌（例如金黄色葡萄球菌）所需的抗生素浓度会在一天中的特定时间发生变化。 

“每个人都告诉我们应该在一天的特定时间服用药物，”Cassone 说。“也许肠道微生物组和人类宿主已经知道这一点——一天中的某些时间是获取维生素 B12 的最佳时间，或者用于睡眠的丁酸等，”他说。 

卡松说，这是否属实“可能是我认为很快就会解开的最大谜团之一”。