健康与疾病：细菌在肠道上演的“一出好戏”（四）——大肠
当我们在小肠的不同部位时，我们只会看到细微的结构变化，但是当我们到达大肠时，看起来就很不一样。大肠并不只是小肠的简单变大。回肠通过结肠起始部位的一个约3-5厘米的开口进入，留下一个叫做盲肠的死胡同和一个蠕虫似的尾巴——阑尾。科学家们仍然在争论阑尾的作用，但是它充满了细菌，所以它可能是一个有益微生物的储存库，它可以在一次严重的食物中毒或抗生素的使用摧毁了我们正常的肠道菌群后，帮助重建我们的结肠菌群。盲肠可以看作是一个消化纤维的中转站。
结肠绝对是一个被细菌所统治的地方，数量多得难以想象。它们让自己填满每一个缝隙。大约有1000个不同的细菌物种在这里形成社群，寻找完美居所安居乐业。其中一些细菌物种在地球上其它地方都找不到。我们是它们唯一的家，如果我们不善待它们，它们真的无处可去。西方式高脂高糖低纤维的饮食，加上持续不断的抗生素轰炸，已经使某些细菌种类接近消失，这有可能将一些微生物物种推向灭绝，这可能会不知不觉地影响我们的身心健康。事实上，有益微生物的消失可能是世界各地现代文明病以及焦虑和抑郁程度惊人上升的主要原因。
食物绕过盲肠进入结肠，它看起来像一个拱形天花板，由一系列圆顶构成，一直延伸到远处。我们知道，当河流变窄时，它必须流动得更快才能在同样的时间内输送同样的水量。同样，当我们的食糜从胃里进入到小肠后，它的移动速度也加快了。现在，它们从小肠进入到宽敞的结肠，快速流动的食糜会放慢速度，在这个缓慢悠闲的转运过程中，更多的水分和盐分被吸收。存活下来的细菌会繁殖产生更多的细菌。
大肠与小肠的结构也是不一样的。虽然我们的小肠覆盖着大量毛茸茸的绒毛，而结肠没有，上面覆盖着一层熟悉的黏液。仔细观察，我们可以看到有两层明显的黏液，内层的黏液比较粘稠，紧紧地粘附在结肠隐窝的表面，上面还有一层不那么粘稠的外层。当食糜流过较松散的外层时，有些黏液会被摩擦掉，形成一个个黏液岛，随流而去。那些喜爱黏液的微生物可能会被吸引而去，我们也可以将其视为一种肠道诱饵，一种可以将某些病原体从我们的肠道驱逐出去的巧妙方法。
作为肠道上皮细胞，这是一项艰巨的工作。食物经过的地方会不断磨损，细菌总是试图破坏细胞膜。一个细胞只需要5天的时间就会脱落，而那些设法粘附它们的细菌也将随之脱落。因此，对于细菌来说，在肠道细胞中定居通常是得不偿失的。它可能会获得领土，却只能眼睁睁地看着它脱落并扬帆而去。一旦脱落，细胞及其附着在上面的细菌就成为了食糜的一部分，要么被冲走，要么被其它细菌吃掉。
仔细观察其中结肠隐窝，我们可以看到一个类似于小肠隐窝的环境。当深入隐窝深处，氧气水平会上升。在隐窝的底部可以看到一个奇妙的景象：干细胞不断分裂形成新的上皮细胞。在骨髓以外很难找到干细胞，但是在肠道，它们是非常重要和活跃的。肠道细胞的持续脱落意味着这些干细胞需要夜以继日地工作，以保持肠道内壁的不断更新。
所有容易消化的糖都在小肠中被分解并被吸收。剩下的是那些被称为低聚糖的复杂糖，或者更简单地说是纤维，它们不能被胃和小肠中的任何酸或消化酶所酶消化。如果没有肠道细菌，这些复杂的糖就会被排出体外。但是纤维是生活在我们大肠中的微生物的天赐之物，微生物能够利用它们产生肠道细胞生长所需的能量和对身体有益的产物。分解这些复杂糖类的过程称为发酵，由细菌和酵母菌共同完成。
结肠的大褶皱为各种微生物群落提供了保护。溃疡就在这里发生，通常是由于一种致病性细菌物种的爆发引起的。溃疡性结肠炎是这里可能发生的最严重感染之一。溃疡性结肠炎就像是克罗恩病的延伸，但发生在位于肠道更靠后的部位。溃疡性结肠炎的病因尚不清楚，但是研究已经将其与微生物联系起来，其中包括绿脓杆菌（Pseudomonas aeruginosa）。溃疡性结肠炎还与过度活跃的免疫反应有关，即使在没有微生物的情况下也可能导致炎症，使其进一步复杂化。克罗恩病和溃疡性结肠炎都与炎症有关，炎症通常又与焦虑和抑郁有关，这也表明了肠道和大脑之间的联系。一些研究表明，益生菌对于治疗溃疡性结肠炎效果良好。
通过结肠，食糜变得更加粘稠，那些顺利通过小肠来到此处的细菌开始迅速繁殖。结肠有足够的时间和空间让食糜缓慢蠕动，发酵和产气，这也是屁的主要来源，实际上是肠道微生物群正常运行的标志。
结肠里的细菌“演员们”
有充足的纤维可以食用、有温暖的黏液可以依偎、完美的pH值以及低氧水平，这使得结肠成为了细菌的天堂，这里的许多细菌都是有益的。
这里双歧杆菌很丰富，双歧杆菌从我们出生起就跟我们在一起；母乳中含有这些细菌，以增强其消化能力。现在，当双歧杆菌在我们的大肠中增殖时，它们可以通过我们的迷走神经帮助我们抑制焦虑。如果切断迷走神经，焦虑又会回来。
梭菌是另一类在结肠中繁荣生长的细菌，包括有益的和有害的。我们最好没有携带致病性的肉毒杆菌（Clostridium botulinum）和艰难梭菌（Clostridium difficile），它们都能导致严重的疾病和痛苦；但其它种类的梭菌，比如普拉梭菌（Faecalibacterium prausnitzii），是良性的甚至是有益的。它们以低聚糖为食，产生短链脂肪酸丁酸，这是结肠上皮细胞的能量来源。梭菌与我们共同进化数百万年，它们各自都知道对方喜欢什么。丁酸可以让肠道细胞分泌更多的黏液，有利于肠道细菌的生长，这对于双方来说是共赢的。
丁酸和其它短链脂肪酸在宿主健康中发挥重要作用。它能帮助改善葡萄糖耐量，安抚免疫细胞。例如普拉梭菌可以通过产生丁酸降低我们的免疫反应来减少肠道紊乱，包括克罗恩病。丁酸还能修饰大脑中的某些基因，促进细胞修复并可能改善心理健康。
结肠中的另一个老朋友是乳酸菌。我们在小肠中就看到过这些细菌，它们在那里证明了自己的勇气，成为首批在酸性环境中安家的细菌之一。但是乳酸菌也十分多才多艺，可以在结肠中茁壮成长，它们对于我们的身心健康是非常有益的。
结肠细菌可以产生人类自身通常无法合成的维生素。双歧杆菌、乳酸杆菌和丙酸杆菌都能产生B族维生素，包括B12、硫胺素、核黄素、烟酸、生物素和叶酸等。这些维生素的缺乏可能会导致抑郁等精神问题，所以这是细菌对于维持身心健康十分重要的另一个原因。这还不是全部，大肠杆菌有助于产生各种形式的维生素K，这对于凝血很重要。我们可以从绿叶蔬菜中获得部分维生素K，但是大多数是由肠道细菌合成的。婴儿还没有建立起成熟的肠道菌群，可能无法获得足够的维生素K，所以给新生儿注射维生素K是很常见的。还有一些证据表明维生素K可以减少焦虑。
肠道里的细菌也会分泌一些其它物质，包括神经递质，这是神经细胞用来交流的化学物质。这些小分子可以很容易地在身体外周移动，但它们无法穿过血脑屏障。细菌没有大脑或神经系统，那么为什么它们需要神经递质呢？这些化学物质可能促进细菌之间的交流，同时也是在向我们的肠道和大脑传递信息。
神经递质也会影响我们的情绪，大多数药物通过调节神经递质来治疗抑郁和焦虑。事实上，肠道细菌自然产生的神经递质的量可以与处方药相媲美。虽然目前还不清楚这些神经活性分子是如何进入大脑的，但是如果我们能够控制细菌分泌的神经活性分子的种类和数量，我们就可能对情绪障碍有了更自然的疗法。
例如，乳酸菌和双歧杆菌，这两种在结肠中大量存在的细菌，都能产生γ-氨基丁酸（GABA），这是一种具有镇静作用的关键神经递质，能够缓解焦虑。一项研究发现，鼠李糖乳杆菌可以产生类似百忧解的效果，而且没有副作用。GABA对我们的免疫系统也有镇静作用，可能对于治疗炎症性肠病等疾病有用。GABA是如何进入大脑的呢？迷走神经可能参与其中，如果切断迷走神经，这种作用将消失。
在结肠中，链球菌和大肠杆菌可产生5-羟色胺，这是一种让我们心情愉悦的神经递质。目前常用的抗抑郁类药物5-羟色胺再摄取抑制剂（SSRIs）就是一类用来维持体内5-羟色胺水平的药物。
或许，我们很快就可以通过利用有益微生物来取代或增强SSRIs类药物。因为人体90%的5-羟色胺都存在于肠道中，我们的肠脑使用与头脑相同的神经活性物质来加工和传递信息。一些动物实验发现，在治疗慢性应激导致的抑郁症方面，某些益生菌的效果甚至优于SSRIs类药物。5-羟色胺在消化过程中也发挥重要作用，因为它是负责肠道蠕动的主要神经递质。事实上，四分之一的服用SSRIs类药物的人最终会改变肠道动力。在低剂量的情况下，百忧解还可用于治疗肠道，通过促进肠道蠕动帮助缓解便秘。可以毫不夸张地说，SSRIs类药物的成功可能部分与它们对肠道的影响有关。
那么，5-羟色胺系统是如何工作的呢？在正常的肠道细胞中，我们可以看到肠嗜铬细胞附着在我们的整个肠道内壁，当我们对肠道细胞进行染色时，可以看到里面有很多深色斑点，那就是肠嗜铬细胞，就像曲奇饼干里的葡萄干一样。这些斑点是含有5-羟色胺的颗粒。肠嗜铬细胞对细菌或其它物理攻击很敏感，如果受到干扰，它会释放5-羟色胺，刺激附近的神经，然后刺激肠道肌肉开始蠕动。受到的攻击越多，蠕动信号越大。有了足够的刺激，一切都会在几分钟内从我们的肠道排出，比如，由病原菌而引发的腹泻就是如此，不过这个时候，我们很多人可能就不认为5-羟色胺是“快乐分子”啦。
当食物到达肠道旅程的这一部分时，我们几个小时前吃的大部分食物已经被消化了——被咀嚼、被分解、被溶解、被吸收，细菌水平也呈现爆炸性增长。在消化系统的上端，细菌在胃酸、胆汁和抗菌素的不断挑战下存活下来，大多数最终也将以粪便的形式被排泄出去。事实上，我们的粪便中60%的干重是由细菌组成的。
至此，我们结束了我们的肠道冒险之旅。很多细菌在消化道的各种挑战下败下阵来，而有些细菌越挫越勇，他们都是经历了千锤百炼的勇士，最终在消化道的某个部位找到自己的家。他们就像我们身体的卫士，是与我们同生共死的好兄弟，他们始终忠于自己的使命，时时刻刻都在保护着我们的健康，请珍惜他们吧！