第一章 你身体里的“隐形器官”：肠道微生物群总览

你有没有过这样的经历：明天要期中考试，一紧张就肚子咕噜叫，跑厕所好几次？或者周末连着吃两顿火锅炸鸡，第二天不仅长痘，还整个人昏昏沉沉的，连喜欢的游戏都提不起劲？很多人以为这些只是“肠胃不好”的小毛病，但你身体里那团看不见、摸不着的微生物，正在悄悄影响你的情绪、学习状态甚至身高增长——它们就是你身体里的“隐形器官”：肠道微生物群。

如果把人体比作一个精密的宇宙，肠道就是这个宇宙里最繁华的星系：每立方厘米的肠道内容物里，居住着超过1000亿个微生物，它们的总数量几乎和你的体细胞数量相当，携带的基因数量更是你自身基因组的150倍。这些微生物并非“外来入侵者”，而是和你共生了数百万年的“合作伙伴”，从你出生的那一刻起就定居在你的肠道里，陪你消化食物、训练免疫系统、调节情绪，甚至影响你的成长轨迹。对正处于生长发育关键期的青少年来说，了解这团微观宇宙的运作规律，不仅能让你的肠胃更舒服，更能帮你解锁更好的学习状态、更高的身高、更强的免疫力，是健康管理最值得投资的“第一站”。

1.1 从“肠胃不适”到“第二大脑”：肠道微生物的发现历程

人类对肠道微生物的认知，是一部跨越三百多年的科学探索史。1674年，荷兰科学家列文虎克发明显微镜后，第一次在显微镜下看到了肠道里的“小动物”，那是人类第一次意识到自己的肠道里居然住着这么多微生物，但当时的人们还以为这些微生物只是“路过”的访客，和健康没什么关系。直到19世纪末，俄国微生物学家梅契尼可夫在研究保加利亚长寿老人的饮食习惯时发现，经常喝发酵酸奶的老人肠道里的双歧杆菌数量远高于普通人，肠道炎症的发生率也更低，他第一次提出“肠道菌群和人体健康直接相关”的假设，还因此获得了诺贝尔生理学或医学奖，这也被认为是肠道微生物研究的起点。

但受限于当时的培养技术，科学家们只能培养出不到10%的肠道微生物，剩下的90%都被认为是“不可培养的”，肠道菌群的真实面貌始终是个谜。直到20世纪90年代，16S rRNA测序技术的出现，才打破了这个瓶颈：这种技术就像给微生物做“基因身份证”，不用把每个微生物都单独培养出来，只要提取样本里的基因片段，就能快速识别出肠道里有哪些菌、各占多少比例。2007年，美国、欧盟、中国先后启动“人类微生物组计划”，第一次系统测绘了健康人体内所有微生物的组成，科学家们惊讶地发现：肠道菌群的复杂程度远超想象，它们和人体形成了极其精密的共生关系，根本不是之前认为的“过客”。

2019年，欧盟人类微生物组计划发布的最终报告中，正式将肠道微生物群列为“人体的第81个器官”，因为它具备独立器官的所有特征：有明确的组成结构、有独特的生理功能、和人体其他器官有密切的信号交流，甚至能独立影响人体的健康状态。而肠道本身拥有的5亿个神经元组成的肠神经系统，更是被称为“第二大脑”——它不仅能独立处理消化相关的信号，还能通过迷走神经、免疫分子、代谢产物和大脑直接沟通，这也是“肠脑轴”概念的核心来源。对青少年来说，这个发现尤其重要：你每次考前紧张拉肚子、吃多了垃圾食品情绪烦躁，都不是“心理作用”，而是肠道菌群通过肠脑轴给你发的“信号”。

1.2 肠道里的“居民普查”：微生物群的分类与规模

肠道里的微生物并非杂乱无章地聚集，而是有明确的分类体系和分工，就像一个小型的社会，不同的菌群负责不同的工作，共同维持肠道的稳定。目前科学家已经发现，健康成年人的肠道里主要居住着5大门类的微生物，它们加起来构成了肠道菌群的99%以上：

| 菌门 | 健康占比 | 代表菌群 | 核心功能 | 失调后的典型影响 | |------|----------|----------|----------|------------------| | 厚壁菌门 | 30%-60% | 乳酸杆菌、梭菌、葡萄球菌 | 分解淀粉、糖类等碳水化合物，产生短链脂肪酸，促进能量和脂肪吸收 | 占比过高：肥胖、能量过剩、胰岛素抵抗；占比过低：容易疲劳、能量供应不足 | | 拟杆菌门 | 20%-50% | 脆弱拟杆菌、多形拟杆菌 | 分解人体无法消化的复杂膳食纤维，合成维生素K、B族维生素，调节免疫应答 | 占比过低：便秘、免疫力低下、维生素缺乏、过敏风险升高 | | 放线菌门 | 3%-8% | 双歧杆菌、嗜热链球菌、放线菌 | 分解糖类产生乳酸，降低肠道pH值，抑制有害菌繁殖，合成维生素B12 | 占比过低：有害菌滋生、反复腹泻、B12缺乏导致注意力下降、记忆力减退 | | 疣微菌门 | 2%-5% | 阿克曼氏菌 | 分解肠道黏液层中的多糖，维护肠道屏障完整性，调节糖脂代谢 | 占比过低：肠道屏障受损、“肠漏症”、肥胖、2型糖尿病风险升高 | | 变形菌门 | <1% | 大肠杆菌、沙门氏菌、幽门螺杆菌 | 少量存在时可辅助代谢，多数为条件致病菌 | 占比过高：肠道炎症、食物中毒、全身性炎症反应 |

这张表格里的占比是健康成年人的平均水平，而青少年的菌群结构还在动态变化中，和成年人有明显差异：比如青春期前，拟杆菌门的占比会比成年人低10%左右，放线菌门的占比更高，这是因为青少年需要更多的能量和营养来支持生长发育，菌群结构会随着年龄、饮食、生活习惯的变化不断调整。

关于肠道菌群的规模，曾经有一个流传很广的说法是“人体内的细菌数量是人体细胞的10倍”，但这个结论其实是20世纪70年代的粗略估算，早就被最新的研究推翻了。2016年，以色列魏茨曼科学研究所的团队在《细胞》杂志上发表论文，通过更精准的计算方法得出：健康成年人的体细胞总数约为30万亿个，而肠道菌群的细胞总数约为38万亿个，和人体细胞数量基本相当，甚至略多一点。而在基因数量上，人类基因组只有约2.1万个编码基因，但肠道菌群的总基因数高达300万到500万个，是人体基因组的150倍左右——这意味着你身体里很多生理活动，其实是由这些微生物的基因控制的，你甚至可以把肠道菌群看作你的“第二基因组”。

1.3 从出生到青春期：肠道菌群的定植与演化

肠道菌群不是天生就有的，而是一个逐步建立、不断演化的动态系统，你的早期经历甚至会决定你一生的菌群基础。整个定植过程可以分为五个阶段：

第一阶段是出生时的“初始接种”。胎儿在子宫里是完全无菌的，出生时的第一口呼吸、第一口奶、第一次接触产道和外界环境，就是你肠道菌群的“第一波接种”。顺产的婴儿经过产道时，会接触到妈妈阴道和肠道里的双歧杆菌、乳酸杆菌，这些菌会先定居在婴儿的肠道里，成为最初的“优势菌群”；而剖腹产的婴儿没有经过产道，最初的菌群主要来自医院环境、妈妈的皮肤，菌群结构更复杂，双歧杆菌的定植时间会更晚，过敏、哮喘的风险也更高。研究表明，顺产婴儿的过敏发生率比剖腹产婴儿低23%，这很大程度上和最初的菌群定植有关。

第二阶段是0-6个月的“母乳喂养期”。母乳里不仅有营养，还有大量的低聚糖——这些低聚糖是人体无法消化的，但却是双歧杆菌的“专属食物”，所以母乳喂养的婴儿肠道里双歧杆菌的占比能高达90%以上，肠道pH值更低，有害菌很难生存。而喝配方奶的婴儿，因为没有母乳低聚糖，双歧杆菌的占比只有60%左右，菌群多样性也更低。

第三阶段是6个月到3岁的“辅食塑形期”。添加辅食之后，婴儿开始接触蔬菜、谷物、肉类等多样化的食物，膳食纤维、蛋白质等不同营养物质的摄入，会让肠道菌群的种类快速增加，到3岁左右，肠道菌群的结构已经基本和成年人接近，这个阶段的菌群基础，会决定你以后对食物的耐受度、免疫系统的发育水平。

第四阶段是3-10岁的“稳定波动期”。这个阶段的饮食、生活习惯相对稳定，肠道菌群的结构也会保持相对稳定，但很容易受到抗生素的影响：一次抗生素的使用，可能会杀死90%以上的肠道菌群，需要数周甚至数月才能恢复，而且如果恢复不好，可能会导致菌群失调，埋下过敏、肥胖的隐患。

第五阶段是10岁后的“青春期重塑期”。这是青少年独有的菌群变化阶段：青春期激素（尤其是性激素）的剧烈波动，会直接改变肠道的环境，加上很多青少年开始有自主选择饮食的权利，爱喝奶茶、吃外卖、吃零食，熬夜、运动少，这些都会让菌群结构发生剧烈变化：很多青少年的厚壁菌门占比会突然升高，拟杆菌门、疣微菌门的占比下降，菌群多样性大幅降低，这个阶段是菌群塑形的关键期，要是调整得好，会拥有健康的菌群基础，要是长期失调，可能会导致肥胖、过敏、情绪问题甚至成年后的慢性病。

1.4 不止是消化：肠道微生物群的四大核心生理功能

很多人对肠道菌群的认知还停留在“帮助消化”的层面，但实际上，它的功能远不止于此，是连接营养、免疫、神经系统的核心枢纽，对青少年的健康成长有四大不可替代的作用：

1.4.1 营养代谢：帮你长个子、补营养的“隐形助手”

青少年正处于生长发育的高峰期，每天需要大量的蛋白质、钙、维生素等营养物质，而肠道菌群是这些营养物质吸收的“关键帮手”。首先，人体没有分解膳食纤维的酶，吃进去的蔬菜、全谷物里的膳食纤维，大部分要靠拟杆菌门、厚壁菌门的微生物分解，产生短链脂肪酸（包括乙酸、丙酸、丁酸）。短链脂肪酸是肠道上皮细胞的主要能量来源，能促进肠道绒毛的生长，增加吸收面积，还能促进钙、镁、铁等矿物质的吸收——对青少年来说，这意味着你补的钙、铁能真正被身体吸收，用来长个子、补气血，而不是直接排泄出去。尤其是丁酸，还能直接刺激垂体分泌生长激素，促进骨骼生长：北京协和医院2022年的一项跟踪研究显示，肠道菌群多样性排在前30%的12-15岁青少年，年身高增长量平均比菌群多样性后30%的青少年多0.82厘米，血清中生长激素的浓度也高17%。

其次，肠道菌群还能合成人体无法自己合成的维生素，包括B族维生素（B1、B2、B6、B12、叶酸）和维生素K。B族维生素是能量代谢的核心辅酶，能帮助你把吃进去的食物转化为能量，还能维持神经系统的正常功能：B12缺乏会导致注意力不集中、记忆力下降、情绪烦躁，很多青少年觉得学习累、记不住东西，不是脑子笨，可能是肠道菌群合成的B12不够。而维生素K是凝血功能的核心因子，还能帮助钙沉积到骨骼里，预防骨质疏松。研究表明，肠道菌群丰富的青少年，血清中B族维生素的浓度比菌群单一的青少年高21%，贫血的发生率低18%。

1.4.2 屏障保护：阻挡有害物质的“肠道长城”

肠道是人体和外界接触的最大界面，每天有吃进去的食物、喝进去的水，还有 billions 的微生物，肠道屏障就是阻挡有害物质进入血液的“长城”。这道长城由三层组成：最外层是肠道菌群形成的生物膜，能阻挡有害菌附着在肠道壁上；中间是杯状细胞分泌的黏液层，里面有分泌型免疫球蛋白A（sIgA），能中和毒素、病原菌；最内层是肠道上皮细胞，细胞之间有紧密连接，能阻挡大分子物质穿过。

如果肠道菌群失调，有害菌增多，就会破坏这层屏障，导致肠道通透性增加，也就是俗称的“肠漏症”：未消化的食物大分子、毒素、有害菌会穿过肠道屏障进入血液，引发全身性的慢性炎症。对青少年来说，最常见的表现就是长痘、湿疹、过敏性鼻炎，还有上课容易犯困、注意力不集中——因为进入血液的毒素会影响大脑的功能，还会增加肝脏的代谢负担。很多青少年爱喝奶茶、吃炸鸡，一杯奶茶的糖含量就有

你有没有过这样的经历：明天要期中考试，一紧张就肚子咕噜叫，跑厕所好几次？或者周末连着吃两顿火锅炸鸡，第二天不仅长痘，还整个人昏昏沉沉的，连喜欢的游戏都提不起劲？很多人以为这些只是“肠胃不好”的小毛病，但你身体里那团看不见、摸不着的微生物，正在悄悄影响你的情绪、学习状态甚至身高增长——它们就是你身体里的“隐形器官”：肠道微生物群。

如果把人体比作一个精密的宇宙，肠道就是这个宇宙里最繁华的星系：每立方厘米的肠道内容物里，居住着超过1000亿个微生物，它们的总数量几乎和你的体细胞数量相当，携带的基因数量更是你自身基因组的150倍。这些微生物并非“外来入侵者”，而是和你共生了数百万年的“合作伙伴”，从你出生的那一刻起就定居在你的肠道里，陪你消化食物、训练免疫系统、调节情绪，甚至影响你的成长轨迹。对正处于生长发育关键期的青少年来说，了解这团微观宇宙的运作规律，不仅能让你的肠胃更舒服，更能帮你解锁更好的学习状态、更高的身高、更强的免疫力，是健康管理最值得投资的“第一站”。

1.1 从“肠胃不适”到“第二大脑”：肠道微生物的发现历程

人类对肠道微生物的认知，是一部跨越三百多年的科学探索史。1674年，荷兰科学家列文虎克发明显微镜后，第一次在显微镜下看到了肠道里的“小动物”，那是人类第一次意识到自己的肠道里居然住着这么多微生物，但当时的人们还以为这些微生物只是“路过”的访客，和健康没什么关系。直到19世纪末，俄国微生物学家梅契尼可夫在研究保加利亚长寿老人的饮食习惯时发现，经常喝发酵酸奶的老人肠道里的双歧杆菌数量远高于普通人，肠道炎症的发生率也更低，他第一次提出“肠道菌群和人体健康直接相关”的假设，还因此获得了诺贝尔生理学或医学奖，这也被认为是肠道微生物研究的起点。

但受限于当时的培养技术，科学家们只能培养出不到10%的肠道微生物，剩下的90%都被认为是“不可培养的”，肠道菌群的真实面貌始终是个谜。直到20世纪90年代，16S rRNA测序技术的出现，才打破了这个瓶颈：这种技术就像给微生物做“基因身份证”，不用把每个微生物都单独培养出来，只要提取样本里的基因片段，就能快速识别出肠道里有哪些菌、各占多少比例。2007年，美国、欧盟、中国先后启动“人类微生物组计划”，第一次系统测绘了健康人体内所有微生物的组成，科学家们惊讶地发现：肠道菌群的复杂程度远超想象，它们和人体形成了极其精密的共生关系，根本不是之前认为的“过客”。

2019年，欧盟人类微生物组计划发布的最终报告中，正式将肠道微生物群列为“人体的第81个器官”，因为它具备独立器官的所有特征：有明确的组成结构、有独特的生理功能、和人体其他器官有密切的信号交流，甚至能独立影响人体的健康状态。而肠道本身拥有的5亿个神经元组成的肠神经系统，更是被称为“第二大脑”——它不仅能独立处理消化相关的信号，还能通过迷走神经、免疫分子、代谢产物和大脑直接沟通，这也是“肠脑轴”概念的核心来源。对青少年来说，这个发现尤其重要：你每次考前紧张拉肚子、吃多了垃圾食品情绪烦躁，都不是“心理作用”，而是肠道菌群通过肠脑轴给你发的“信号”。

> 📱 电子版侧边栏：冷知识 > 你的肠道菌群每天会产出约1升的代谢产物，包括短链脂肪酸、维生素、神经递质，相当于你每天额外喝了一瓶“菌群产出的功能饮料”；同卵双胞胎的肠道菌群相似度只有65%，比异卵双胞胎还低，说明饮食、生活习惯对菌群的影响比基因更大；你的肠道菌群在你睡觉的时候会更活跃，帮你消化一天的食物，所以熬夜不仅伤大脑，还会直接破坏菌群结构。

1.2 肠道里的“居民普查”：微生物群的分类与规模

肠道里的微生物并非杂乱无章地聚集，而是有明确的分类体系和分工，就像一个小型的社会，不同的菌群负责不同的工作，共同维持肠道的稳定。目前科学家已经发现，健康成年人的肠道里主要居住着5大门类的微生物，它们加起来构成了肠道菌群的99%以上：

| 菌门 | 健康占比（成年人） | 代表菌群 | 核心功能 | 失调后的典型影响 | |------|------------------|----------|----------|------------------| | 厚壁菌门 | 30%-60% | 乳酸杆菌、梭菌、葡萄球菌 | 分解淀粉、糖类等碳水化合物，产生短链脂肪酸，促进能量和脂肪吸收 | 占比过高：肥胖、能量过剩、胰岛素抵抗；占比过低：容易疲劳、能量供应不足 | | 拟杆菌门 | 20%-50% | 脆弱拟杆菌、多形拟杆菌 | 分解人体无法消化的复杂膳食纤维，合成维生素K、B族维生素，调节免疫应答 | 占比过低：便秘、免疫力低下、维生素缺乏、过敏风险升高 | | 放线菌门 | 3%-8% | 双歧杆菌、嗜热链球菌 | 分解糖类产生乳酸，降低肠道pH值，抑制有害菌繁殖，合成维生素B12 | 占比过低：有害菌滋生、反复腹泻、B12缺乏导致注意力下降、记忆力减退 | | 疣微菌门 | 2%-5% | 阿克曼氏菌 | 分解肠道黏液层中的多糖，维护肠道屏障完整性，调节糖脂代谢 | 占比过低：肠道屏障受损、“肠漏症”、肥胖、2型糖尿病风险升高 | | 变形菌门 | <1% | 大肠杆菌、沙门氏菌 | 少量存在时可辅助代谢，多数为条件致病菌 | 占比过高：肠道炎症、食物中毒、全身性炎症反应 |

这张表格里的占比是健康成年人的平均水平，而青少年的菌群结构还在动态变化中，和成年人有明显差异：比如青春期前，拟杆菌门的占比会比成年人低10%左右，放线菌门的占比更高，这是因为青少年需要更多的能量和营养来支持生长发育，菌群结构会随着年龄、饮食、生活习惯的变化不断调整。

关于肠道菌群的规模，曾经有一个流传很广的说法是“人体内的细菌数量是人体细胞的10倍”，但这个结论其实是20世纪70年代的粗略估算，早就被最新的研究推翻了。2016年，以色列魏茨曼科学研究所的团队在《细胞》杂志上发表论文，通过更精准的计算方法得出：健康成年人的体细胞总数约为30万亿个，而肠道菌群的细胞总数约为38万亿个，和人体细胞数量基本相当，甚至略多一点[1]。而在基因数量上，人类基因组只有约2.1万个编码基因，但肠道菌群的总基因数高达300万到500万个，是人体基因组的150倍左右——这意味着你身体里很多生理活动，其实是由这些微生物的基因控制的，你甚至可以把肠道菌群看作你的“第二基因组”。

```mermaid graph LR A[肠道微生物群] --> B[营养代谢] A --> C[屏障保护] A --> D[免疫训练] A --> E[神经调节] B --> B1[分解膳食纤维产生短链脂肪酸] B --> B2[合成B族维生素、维生素K] B --> B3[促进矿物质吸收、骨骼生长] C --> C1[生物膜阻挡有害菌] C --> C2[黏液层中和毒素] C --> C3[紧密连接阻挡大分子入血] D --> D1[训练免疫细胞区分敌友] D --> D2[促进sIgA分泌] D --> D3[降低过敏、炎症风险] E --> E1[迷走神经传递信号到大脑] E --> E2[产生血清素、多巴胺调节情绪] E --> E3[丁酸促进BDNF分泌提升认知] ```

1.3 从出生到青春期：肠道菌群的定植与演化

肠道菌群不是天生就有的，而是一个逐步建立、不断演化的动态系统，你的早期经历甚至会决定你一生的菌群基础。整个定植过程可以分为五个阶段：

第一阶段是出生时的“初始接种”。胎儿在子宫里是完全无菌的，出生时的第一口呼吸、第一口奶、第一次接触产道和外界环境，就是你肠道菌群的“第一波接种”。顺产的婴儿经过产道时，会接触到妈妈阴道和肠道里的双歧杆菌、乳酸杆菌，这些菌会先定居在婴儿的肠道里，成为最初的“优势菌群”；而剖腹产的婴儿没有经过产道，最初的菌群主要来自医院环境、妈妈的皮肤，菌群结构更复杂，双歧杆菌的定植时间会更晚，过敏、哮喘的风险也更高。研究表明，顺产婴儿的过敏发生率比剖腹产婴儿低23%，这很大程度上和最初的菌群定植有关。近年还有研究尝试用妈妈产道的菌群擦拭剖腹产婴儿的皮肤和口腔，模拟顺产的“接种”