腸道菌群能調節體溫嗎？發燒是否也有腸道菌群在作怪？

自然界的所有動物和植物都是共生生物體，都含有豐富多樣的微生物群落。過去的20年中，許多研究表明微生物能夠以多種方式參與宿主在特定環境中生存和繁衍能力，包括其在形態、發育、行為、生理、抗病性及其進化中的作用。微生物對其宿主的另一種影響可能被低估，那就是熱量的產生。

幾個數據

據估計，人類腸道中的微生物代謝每小時產生約61千卡的熱量，這相當於一般人在休息時產生的總熱量的大約70％。

與所有細胞一樣，微生物產生的熱量是酶促分解代謝底物和合成細胞物質的副產物。當以部門重量表示時，微生物產生的熱量比其它任何有機體都多。細菌產生的熱量的多少取決於生長底物、生長速度和生長階段。一般來說，產熱量與生長速度成反比：生長速度越快，部門重量的產熱量就越低。比如，一項研究以Prevotella ruminicola為例使用微量熱量計進行了測量，Prevotella ruminicola以葡萄糖為底物進行厭氧生長時具有特定的產熱速率，當倍增時間為2.5h時，產熱率為每g細菌乾重135 mW（毫瓦特）；當倍增時間為4h時，產熱率為每g細菌乾重247 mW。由於哺乳動物腸道細菌的平均倍增時間為2.7-2.9h，所以預測產熱量為每g細菌乾重168 ± 11 mW。這與報導的Streptococcus bovis以葡萄糖為底物進行厭氧生長時的產熱值（每g細菌乾重170 mW）是很接近的。

1 W（瓦特）相當於0.24 cal/sec（卡路裡/秒），那麼估計腸道細菌的平均產熱率（每g細菌乾重168 mW）就相當於每g細菌乾重0.0403 cal/sec。因此，人類結腸內的細菌大約300 g乾重細菌，產熱率大約為12 cal/sec或43 kcal/h（千卡/小時）。假設這些熱量分布到一個70公斤的人身上並且沒有熱量損失，腸道細菌會使體溫升高約1.0℃/ h。相比之下，人類在休息時產生的總熱量大約為每kg體重1 W，或者對於一般人（按70 kg算）來說為70 W，相當於60 kcal/h。因此，休息時身體熱量的約70％是腸道細菌代謝的結果。哺乳動物腸道微生物生長和產熱的底物的主要來源是複雜的不可消化的碳水化合物和宿主的黏蛋白。

當然，這一數據的論證也包含了幾個假設：首先，腸道細菌的產熱速度與在厭氧罐中生長緩慢的Prevotella ruminicola相似；其次，人類腸道中的細菌乾重為300 g，但實際上這個數值是可變的，而300 g只是一個平均估計。

腸道菌群參與體溫調節有證據嗎？

其實早在1978年，俄文發表的一項題為《Body temperature and the reaction to pyrogenal in germ-free and ordinary animals》的研究發現，與常規飼養的動物相比，無菌小鼠和無菌小型豬的平均體溫有所下降，它們應對發熱源也沒有明顯的發熱反應。

1990年，一項發表在《美國生理學雜誌》上的研究中，研究人員給大鼠和小鼠植入生物遙測發射器，長時間的記錄腹部溫度和活動。研究人員在它們的飲水中添加不可吸收的抗生素減少它們的腸道細菌，結果發現，它們在白天和夜間的體溫均有明顯下降。同樣，研究人員在無菌小鼠中也發現了類似的結果。無菌小鼠和常規飼養的小鼠體溫的晝夜節律沒有不同；然而，無菌小鼠的白天和夜間體溫均比常規飼養的小鼠體溫低。無菌小鼠的這種體溫降低與活動的變化無關。

1999年，研究人員又調查了口服抗生素對健康的兔子的體溫的影響。研究人員在六隻兔子的飲水中添加硫酸新黴素連續10天，在另七隻兔子的飲水中添加氯黴素和鏈黴素連續6天，結果發現，兩組兔子在抗生素處理三天后，體溫都明顯下降，降低0.2-0.3℃。不過，這種體溫下降是暫時的，六天后體溫又回到抗生素處理前的水準。抗生素處理對體溫的晝夜節律無影響。

2015年，一項發表在《Cell》雜誌上的研究也發現，寒冷的環境會導致小鼠腸道菌群的改變，腸道菌群的改變能夠促進小鼠能量的獲取、增加胰島素敏感性、增加腸道吸收表面積、促進白色脂肪組織的褐變，從而應對寒冷的脅迫，調節體溫。

所有這些結果都表明，腸道菌群對於嚙齒類動物的體溫都具有調節作用，腸道菌群可能也有助於維持健康動物的體溫恆定。腸道菌群產生的熱量也可能有助於解釋為什麼無菌小鼠的卡路裡攝入量比常規飼養的小鼠高29%，但是體內總脂肪含量卻比常規飼養小鼠低40％。

在反芻動物、白蟻和其它降解木質纖維素的動物中，大部分熱量的產生也是微生物的結果，要麼直接來自於微生物代謝，要麼間接通過用於宿主代謝的發酵產物的產生。據觀察，在排空山羊瘤胃微生物群後，產熱量減少約50％，這表明在禁食期間，動物產生的一半熱量來自於微生物發酵，一半來自於宿主代謝。同時，瘤胃微生物群產生的熱量受到飲食的影響。根據這些數據以及飲食影響人類腸道微生物群組成的事實，表明食物可以具有升溫或降溫的特性，這取決於它們給微生物群帶來的變化。

總之，共生微生物產熱是一種普遍現象，因為所有的動物都含有豐富的微生物，所有微生物都會產生熱量。儘管微生物產熱的意義幾乎沒有被研究過，但其可能具有深遠的影響。它可以幫助恆溫動物在寒冷氣候下避免體溫過低，而在冷血動物中可能可以幫助提高體溫。進化可能幫助那些生活在寒冷環境中的動物或人類選擇了產生更多熱量的微生物。

人類中亦是如此嗎？

人類中是否有同樣的反應呢，目前還沒有研究數據的支持。我們知道發燒是指致熱原直接作用於體溫調節中樞、體溫中樞功能紊亂或各種原因引起的產熱過多、散熱減少，導致體溫升高超過正常範圍的情形。引起發燒的一個主要原因就是感染，包括常見的各種病原體，如細菌、病毒、真菌、支原體等引起的感染性疾病，其中以細菌引起的感染性發熱最常見，其次為病毒等等。感染會影響腸道菌群的組成，那麼感染是否會造成產熱多的細菌數量增加而導致體溫升高呢？發燒的情況下，我們有時會選擇一些抗生素來退燒，這可能有著與動物研究中發現的口服抗生素可使體溫降低類似的原理，即殺死某些腸道細菌，特別是那些可能產熱多的細菌。我們在日常生活中也難免出現發燒的癥狀，但是筆者親身經歷過，在感覺開始有發燒跡象時，大量補充益生菌可以抑製體溫繼續上升，12-24小時內基本可以恢復正常。這些大概也可以說明調節腸道菌群可能可以潛在地調節人類的體溫。如果能夠證明腸道菌群參與調節人類體溫，調節腸道菌群在退燒中發揮重要作用的話，或許我們就可以通過飲食或益生菌乾預來進行退燒，而避免現在常用的退燒藥所帶來的副作用。

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