人是为了什么吃饭？哲学家和社会学家有自己的独特理解，但都脱不开人、社会关系和环境的影响。中国人最通俗的哲学就是说：人是铁，饭是钢。今天 食与心 绕开这些哲学思维和想当然，只从生命科学角度解释，我们是为了什么吃饭？ 首先，我们需要了解人是一个什么样的生命。 1. 人是一个超级生命体（10%人+90%微生物） 从生物学角度，人是一种高等哺乳动物，属于人科人属智人种；人有来自父亲23条和来自母亲的23条（共46条）染色体，构成30多亿个碱基对，编码着2万1千3百多个基因。这些遗传信息大部分分布在3.72万亿个细胞中；人有8大系统，包括神经系统、内分泌系统、运动系统、免疫系统、消化系统、呼吸系统、生殖系统和泌尿系统，执行着复杂的生命功能；人有着动物中最为发达的大脑，可以制定各种复杂的决策，并指挥身体实施。 2000年以前，人类基因组计划实施之前，按照遗传学的中心法则推测，人类应该有10万个以上的基因。基因组计划完成后，人们惊讶地发现，人类自身的基因数量远比植物少很多（水稻将近5万个基因，小麦有10万个基因）。随之人们发现，原来动物有一个不可或缺的特性，就是必须拥有庞大的共生微生物来支持动物们（当然包括人类）的生存。 随着生物信息学技术和肠道微生物研究的进展，科学家认清：人是一个超级生命体，在身体内外表面（外表面——皮肤，内表面——从口腔鼻腔到肛门的整个消化道内部），还生活着我们光学显微镜都很难看到的细菌、古细菌、真菌、病毒以及一些原生动物。 这些微生物主要生活在皮肤表面、口腔、消化道、泌尿生殖道等处。仅消化道内就必须有1000克以上的微生物（被称为肠道微生物或肠道菌群）。个体肠道微生物有300-3000种不等，总数超过1014，是人体细胞总数的10倍以上。已经发现在人类身上确定的微生物编码基因数量极其庞大，口腔中有2400万，肠道中有2200万，是人体自身基因数量的2000倍以上。不过，很多编码基因被发现和确定，让我们了解到了有一些特定的不明微生物，它们在人体中也是昙花一现，出现过一次后便无影无踪。这些昙花一现般的微生物与个体的饮食环境和即时的微生物接触或感染有关，有些会被口腔、肠胃的苛刻条件或者免疫系统立刻删除，有些则在人体内长期蹭吃蹭喝，与人共生。科学家确定了至少有一半的微生物编码基因是在人群中长期可以得到确认的。 《Nature》杂志2008年在题为＂我们是谁＂（Who Are We）一文就提出 人类不应该自称＂我＂，而应该是＂我们＂ ，因为构成这个超级生命体数目和基因90%以上的都是微生物。这个发现和观点已经获得越来越多科学家的认可。 10多年来，在我们普及共生微生物与身心健康知识的过程中，不少人纠结，人身上到底有多少微生物？是人体自身细胞数的99%？90%？还是一倍多？这个问题你完全不必纠结，看看哺乳动物身上的共生微生物数量，至少我们可以得到一个重要信息，只有携带数量庞大的共生微生物才是一个正常的个体。从哺乳动物对共生微生物的负载能力和潜力来说，99%并不是夸张的说法。 2. 超级生命体内部的分工合作 你会发现一个非常神奇的现象：毫无二致的植物染色体数量和基因数量竟然远远大于动物。植物则常为多倍体，比如普通小麦为6倍体，基因可多达12.4万个，马铃薯则为3倍体或4倍体；而千差万别、形态各异，思想复杂的人类基因总数仅为2.1万个！动物大多数为有性生殖，所以他们绝大多数是二倍体，雌雄动物分别将自己的遗传信息各一半分配给后代。 为什么植物需要那么多的基因？为什么动物就不需要呢？ 因为绝大多数植物落地生根，不能移动半步，不能张嘴进食和进水，它们只有自身强大的进化中获得的遗传支撑才能完成生命过程。动物则不需要，自己的移动和进食机能决定了他们就是一个与环境微生物共生的超级复合体。这种超级复合体的全部意义就在于与特定微生物形成互相依存，互相喂养，互相保护对方的最大利益。 动物的生命活动远比植物复杂，但如此复杂的功能却需要精简的系统，可知动物的身体被进化地多么高明了。就像很多成功的大公司为了节约成本，会把非核心和非关键技术/业务委托给小公司一样，人体已经将很多功能和繁琐的细节部分交给共生微生物来完成。 消化功能的外包 。肠道微生物消化各种大分子的能力远大于人类自身编码基因产生的各种酶。人类的很多食物需要经过微生物初步消化分解后，才能安全地消化吸收。食物中的很多大分子比如麸蛋白和酪蛋白，直接接触肠道上皮细胞时，或者未经消化就穿肠而过进入到血液中时可能诱发免疫反应，让人出现过敏或不耐受反应，但如果这些食物中的大分子经过微生物分解，或者根本不能靠近肠壁细胞的情况下，就不会引起不当的免疫反应。很多人出现麸质不耐受和牛奶不耐受的重要原因，就是吃下去的食物中未经发酵的麸蛋白和酪蛋白数量太多，而肚子里的肠道微生物数量太少，加之肠漏，让这些不该进入到血液中和体内的蛋白渗入了，导致免疫攻击。在小麦起源和乳牛驯养的一万多年以来，麸质蛋白和酪蛋白的过敏仅仅大面积地发生在近几十年，这个事实还不能帮助你了解真正过敏的原因吗？是我们不断食不厌精把自己肠道里的＂老朋友＂甩了的结果，问题是我们自己，而不是养活几十亿人的小麦和牛奶。 免疫功能的外包 。人体皮肤表面、肠腔表面和其他黏膜表面的大量微生物构成了对抗外界感染的第一道防线，所有想要入侵人体病毒病菌都需要先越过第一道微生物关卡才能接触人体细胞。第二道关卡是化学屏障，人体的内外表面释放的各种液体（汗液、油脂、电解质、黏液）等滋养着这些共生微生物，它们反过来对人体免疫细胞的生长、分化、成熟和执行正常功能予以共生微生物的信号刺激。由此不难理解，微生物数量和多样性最丰富的肠道承载了人体80%左右的免疫细胞。肠道微生物在人体的免疫能力中发挥着无论多么夸张都不过分的影响。 内分泌功能的外包。 肠道分布有20多种内分泌细胞，表达有超过20种激素基因（每种激素基因都有多种表型），可分泌100多种激素活性肽，因此肠道是人体最大的内分泌器官。长期与人共同生活，为投＂人＂所好，让人类不要轻易改变肠道菌群，肠道微生物不仅能识别人体分泌的各种神经激素、神经肽和神经信号分子（比如神经肽、催产素、促肾上腺皮质激素释放因子、褪黑素、短链脂肪酸等），还能合成这些物质，影响这些物质的含量，影响人体各个内分泌器官（比如性腺、甲状腺、肾上腺和胰腺等）等的功能，于是进化又让肠道微生物顺理成章地成为了人体神经内分泌系统不可缺少的组成部分。 神经功能的外包 。肠道微生物如果不能表现出对人类的精神健康维护，会让人的食物选择出问题，这对它们没有任何好处。因而它们能合成对人体情绪和认知具有关键影响的神经递质比如五羟色胺/5-HT，多巴胺，伽马氨基丁酸/GABA，去甲肾上腺素等，促进肠与脑的之间的双向信息交流；它们甚至让人知道饥饱和冷热，帮助人体升温和提供保护。肠道微生物能影响肠道和大脑神经细胞的生长，影响神经细胞的凋亡和病变，从而影响大脑的健康和功能。它们这样做并不是毫不利己专门利人，因为它们知道一旦人神经系统发生问题，会乱吃东西，会折寿，弄不好还会跟人类一起死亡，这对它们没有任何好处。 其他功能的外包。 除了上述消化系统、免疫系统、内分泌系统和神经系统外，人体运动系统、呼吸系统、生殖系统和泌尿系统的正常功能都一刻不能离开共生微生物。 在大数量无菌动物的研究中发现：缺少共生微生物的动物消化、免疫和内分泌等系统都会出现发育不完全，还会伴随明显免疫和行为异常。无菌动物完全不具备在自然环境中生长甚至存活的能力。对人类与共生微生物体系而言，没有人体，微生物失去的仅是一个饭来张口、温暖湿润、营养丰富的理想家园；而没有微生物，人体也只能是能勉强活着，但神经、免疫、消化、内分泌、运动、呼吸、生殖和排泄功能都会受到削弱，甚至不会具有自然传宗接代的生物功能，最重要的是根本没有健康而言。 肠道是人体最大的消化器官、免疫器官、内分泌器官和神经器官，也是人体自身和微生物合作的最大的生物反应器，或者说生命摇篮。肠道在人的消化、免疫、内分泌和神经等各项功能以及人的心理和行为调节中发挥着重要作用。因此科学家们把肠道+肠道微生物称为第二大脑或肠脑，以提醒人们不可忽视肠道微生物对人体的重要影响。 综上，在漫长的进化过程中，人这个超级生命体的内部经过长期双向选择，在人体自身和共生微生物间形成了复杂的分工合作。人体为微生物提供栖息之所和营养成分，微生物抵制其他外来生命（如病菌病毒）损害这个生命体，并在生长过程中释放各种信号促进人体各个系统的正常功能。 特别需要强调： 人体与微生物之间实现良好的分工合作是有条件的，微生物维护了人体健康，人则需要支付给微生物报酬，那就是恰当的食物 。就像猫狗要吃肉，而牛羊要吃草一样，人体表面的形形色色的微生物也偏好不同的食物，只有吃到恰当的食物时，这些微生物才能代谢产生出能对人有益的生物分子和生物信号。 3. 为了超级生命体的生存而吃 从生物学角度，吃饭就是为了维持生命体的生存，就像手机必须有电才能运行一样。很多人并不知道自己吃饭不仅仅为了自己，相当的一部分是为了自己的 贴身贴心宠物——共生微生物 ，如果不营造好人与微生物这个超级生命体，人类肯定不会生活在健康中。 由此，人类吃下去的食物必须是不仅能促进自身的生长发育和正常功能，同时还喂养着肚子中的肠道微生物，这些微生物的进食需求优先级甚至在人类之上。这不可撼动的事实听上去好像有些＂伤人自尊＂，却是包括人类在内的所有动物们数百万年进化而来的生存法则和与共生微生物不能更改的契约。 因为人类自身的消化分解能力远低于微生物，人能消化的东西微生物几乎都能消化，人不能消化的东西微生物也能消化。经过微生物分解的食物，不仅更易被人体消化吸收，还不易引起免疫反应。 无事不晓的人类并不是在物种诞生以来一直聪明，在长期生活和试错选择当中学会了发酵，把牛奶、豆腐、蔬菜等，还有造酒酿醋制酱油等，微生物在人类消费这些食物之前先行＂消化＂一番，让人类再食用酸奶、奶酪、腐乳、酸菜和泡菜等，在体外也能让微生物帮我们分解那些人体不易或不能消化的成分。这样的发酵食物不仅更有营养更好消化，保存时间也大大延长。当然也有很多试错的代价，玉米花生的黄曲霉和毒蘑菇每年让很多人以身试毒。人类终究获得了更多的知识，将那些＂坏了＂还能吃的食物命名为发酵，把＂坏了＂就不能吃的食物叫做腐败。实际上发酵和腐败在生命转化过程中没有任何差别。 人体肠道内，生活着数量巨大、种类繁多、形态各异的微生物。这些微生物偏好不同的食物。理性地进食食物时，某些微生物能代谢产生出更多对人有益的生物分子和生物信号，而另类微生物因没有获得对它们有利的食物而不会产生相应的产物。也如同人类社会一样，这些微生物中有些对人类的好处特别多，我们说他们是有益于人民的人，微生物来说我们称之为 益生菌 ，这些微生物的数量较少；有些只是意思意思，高兴时会产生点维生素，不高兴时混在＂菌群＂中无所作为，这类家伙我们称之为中性菌 ，这些微生物的数量最多；还有一些微生物，平时就是在肠道中积薪厝火，一旦发现人体虚弱了就要出来纵火烧身，我们称之为条件致病菌 。不过对于外来的入侵＂病菌病毒＂，肠道微生物不论好、中、还是坏的，基本能一致对外，帮助人体抵抗感染。 只有当人体和共生微生物都获得了自己需要的食物和营养时，双方才能更好地分工合作，促进超级生命体的生存和健康。而当人只为了自身吃饭，而不考虑是否会饿＂走＂肚子里那些能干活的微生物时，你也要知道，那些帮助你的伙计们可能一去不复返，这时超级生命体的健康也就不复存在。 4. 贪吃和偷懒是所有生命的本能，不仅是人类，也包括微生物 当我们不了解自己是个超级生命体，忽略了共生微生物，只顾着自己的感受时，将会是什么后果？ 事实上 贪吃和偷懒是所有生命体的本能 。你知道吧，杜鹃甚至连养育后代都要偷懒，孵蛋乃至养孩子的事都要欺骗别的鸟来干，这么瘦小的苇莺却要甘心情愿地给体积硕大的杜鹃后代喂食，而偷懒的杜鹃到处游逛调情。 被欺骗正在喂养小杜鹃的大苇莺（上图）和偷懒的杜鹃（下图）。 家猫家狗还有人也一样，有了好吃的就会一肥到底，好吃懒做。除了动物，微生物也会偷懒。 人类食物中热量最丰富的营养物质莫过于蛋白质、脂肪和碳水化合物。一般情况下，越简单的碳水化合物越甜，口感越好；脂肪含量越高的食物吃起来越香；越是香甜可口的食物，越能吸引人，其热量也越高。人类本能上无法拒绝这种香甜可口的高热量食物，比如蛋糕、冰激凌、大麻花、沙琪玛、薯片薯条、饼干、披萨、甜点、红烧肉、炸鸡腿、烤鱼等等。 这样的食物确实能满足人体自身的口腹之欲，吃起来还必须一点都不费劲，这样的食物又叫好感觉食物（好食物和好感觉食物有多么不同），因为口感好，更容易溶解吞咽和刺激味蕾，吃的时候开心又满足。但长期的高脂高糖饮食不仅会让人发胖，还会增加肠道微生物的惰性，自己主动培养出一群好吃懒做的肠道微生物，引起肠道菌群紊乱。 有朋友曾提问 食与心 ＂人类进化到食物链顶端，难道就是为了吃草吗？高糖高脂食物和加工食品就是好吃呀！＂。如果只考虑自身的口腹之欲，不考虑健康时，这样的想法当然没问题。其次，智人在地球上的20-30万年的稳固进化为这个物种制定的饮食规则一旦修改，就像今天的家畜养殖行业，猪和鸡的饲料导致肠道微生物与野猪和野鸡截然不同的时候，动物则更多地需要在药物支持环境下才能生存。 无论你怎么想，微生物的食谱远比人类广泛，既能消化复杂的碳水化合物和蛋白质，也能直接吸收简单的糖和氨基酸，当不需要消化就能直接吸收利用时，微生物也会偷懒，不用干活只拿工资的事谁不想干呢，微生物可不是傻子。 这些能迅速吸收营养，大量繁殖的微生物会发挥出＂菌海＂优势，在肠道中占据优势地位，不被其他微生物消灭，这样的细菌多为条件致病菌和中性菌。这类菌中相当一部分你肯定经常听说，叫做革兰氏阴性菌，它们有一层外壳，看上去甜蜜而实际上很毒的名字——脂多糖（LPS）是人体的内毒素（endotoxin），肠炎、肠应激症和克罗恩病都与这些菌过度增殖脱不了干系。 你喜欢吃的高脂肪高蛋白高糖食物都会它们在肠道里如鱼得水地大量增殖，然后动辄释放毒素来攻击正常细菌的介入。而肠道中擅长分解复杂碳水化合物的益生菌，由于得不到最喜爱的食物，直接利用简单糖的能力比不上中性菌和条件致病菌，很快会在生存竞争中处于劣势，数量和种类会不断降低。 所以全世界上各个国家都几乎毫无例外地建议人们多吃蔬菜、全谷物和豆类等食物，因为这些食物中的复杂碳水化合物能促进益生菌的生长，很多人甚至都直接补充起了益生元，直接投喂肠道中的有益微生物，提升人类身心健康。 人类并不能直接觉察到肠道微生物的改变，想方设法发明些既能满足口腹之欲，不想发胖，又不会增加热量摄入，还能抑制细菌生长避免食物腐败的方法，于是各种甜味剂、香精、色素和防腐剂等添加剂制作的食物诞生了。但这种骗得了人的眼睛、嘴巴、舌头和头脑的加工食物，却完全骗不了肠道微生物。 发明食品添加剂的思维只是对人类的器官和细胞无害，而忽略了它们会对肠道微生物进行新一轮的筛选，而这种筛选，会让情况变得更糟，肠道菌群越发紊乱。 因此，当人类贪吃和偷懒时，肚子里也会养育出一批贪吃和偷懒的肠道微生物，它们会主动支配人类的暴饮暴食和嗜糖如命，而那些真正能对人体发挥有益作用的益生菌却大都会离肠出走，有些甚至永不回来。 仔细观察上图，下期为你解释，敬请看下回分解。 参考材料 https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnint.2018.00033/full https://science.sciencemag.org/content/372/6541/462/tab-pdf