健康与疾病：细菌在肠道上演的“一出好戏”（三）——小肠
当食物在我们的胃中被充分混合和消化后，它们会通过一个叫做幽门的地方进入我们的十二指肠，也就是小肠的第一部分。小肠之所以被称为“小”，是因为它的直径很小，大约只有2-3厘米。但是它确实很长，在进入我们的大肠之前要弯曲缠绕大约5-7米。
穿过幽门后，我们可以看到十二指肠壁上的一个个小突起，它们实际上是允许胆汁和胰液喷射到酸性食糜上的导管。胰液中含有多种酶可以进一步消化食糜，它们也含有碳酸氢盐来中和胃酸，这就像是我们自身的抗酸剂药房一样。从这里开始，胃液会不断地被缓冲和中和，消化酶将开始接管食物的消化工作。
我们的肠壁看起来毛茸茸的，这要归功于肠壁上数以百万计的被称为绒毛的指状突起，它们可以增加肠道吸收营养的表面积20倍左右。每个绒毛都被单层细胞所覆盖，每个细胞又都挥舞着自己的微绒毛。这些微小的突起又进一步增加了表面积，为营养吸收提供了充足的空间。将食糜与血液分开的只有单层上皮细胞，这使得水分、盐分和糖很容易被吸收，并从消化系统转移到身体的其它部位。这对于营养吸收来说很有用，但是对于细菌的防御却很薄弱。
从这里开始，这些被黏膜覆盖的绒毛为数十亿的细菌提供了一个温暖的家。每个绒毛都是包含血管、神经、淋巴管和肌肉细胞的复杂结构。在自主神经系统的控制下，肌肉移动着我们的绒毛，数十亿的微绒毛随之摇动，伴随着肠道蠕动，帮助食糜向前移动。
现在开始，我们食物中的细菌会开始寻找有利位置并在那儿安家。那些缺乏运动能力的细菌只能随着食糜移动；而另一些有鞭毛的细菌，它们可以自由运动，直到找到自己的安乐窝，它们会通过探测化学梯度来导航，引导它们接近或远离黏液。如果它们察觉自己走错了路，它们就会把鞭毛颠倒过来，导致整个细菌朝着另一个方向翻滚。如果它们仍然朝着错误的方向走，它们就会再次重复上述动作。迟早，它们将找到正确的方向，然后它们就会使鞭毛向前运动并加速前进。大约有三分之二的细菌有鞭毛，当我们仔细观察我们的肠道内壁时，我们会看到许多细菌蠕动的景象，以在我们的肠道内壁上寻找一个最好的位置，解决了自己的“住房问题”。不用担心，这些细菌大多数都是友好的。
在这里，我们的肠道环境仍然是酸性的，这是一些乳酸菌的理想环境。然而，在细菌能够在新家安顿下来之前，它们还必须经过我们的身体设置的一系列防御。它们的冒险并不会因为它们不能很好地隐藏而得到某些帮助，它们拥有由糖、蛋白质和脂肪组成的分子，这些分子钉在它们表面并将它们暴露，这些是抗原，它们有数百万种形状和大小。每种细菌都有一套独特的抗原，就像指纹一样。这些抗原有一些非常重要，我们有针对它们的抗体，并编码到我们的DNA中。虽然我们出生以前从没有见过细菌，但我们一出生就自然而然地知道如何对抗地球上一些最坏的病原体。在我们的身体内漫游的免疫细胞能够固定识别某些常见的病原体部位，比如细胞壁或鞭毛的片段。当它们中的任何一种被识别出来时，巡逻的免疫细胞就会向其它免疫细胞发出警报，然后它们就会一起行动对其进行剿灭。
吞噬细胞
免疫细胞围剿病原菌是什么样子的呢？一个挣扎的细菌，表面覆盖着抗体，试图隐藏到黏液中。然后，从我们的肠壁细胞之间伸出一个透明的触手。一开始是试探性的，它接触到细菌并感知到抗体。突然，触手不断变大，把病菌揽入腹中。它是我们免疫系统的“巡警”，被称为吞噬细胞。
吞噬细胞在我们的肠壁细胞间游走，不断潜行。吞噬细胞可以独立移动，四处寻找细菌，然后吞噬它们。它们是可以在身体旅行的人类细胞，它们能够识别细菌抗体，然后吞噬这些细菌并当场溶解它们。
然而，有的病菌被吞噬细胞吞入后，非但不会被杀死，反而会得到保护，连抗菌药物也奈何不得。有的病菌还能在吞噬细胞内生长繁殖，反使吞噬细胞死亡；有的可以随着游走的吞噬细胞经淋巴液或血液扩散到人体其它部位，造成广泛的病变。这种情况往往在对这种病菌没有先天免疫力的人群中发生。
回到肠道，另一种吞噬细胞的场景正在上演。Y型抗体可以配对形成一个看起来像狗骨头一样的分子，可以把两种细菌连接在一起。当一群细菌聚集在一起就会形成一个球体，使吞噬细胞更容易攻击它们。
细菌球沿着黏液层滚动，巡逻的吞噬细胞从我们的肠道上皮细胞之间挤出来，检测到它们并靠近吞噬它们，然后杀死它们。
首先，吞噬细胞在细菌球周围形成液泡，这些细菌在吞噬细胞内仍然存活着。就在附近会有一个溶酶体，一种自然形成的细胞结构，像是另一个液泡，里面充满了酶。吞噬细胞将充满细菌的液泡与溶酶体融合，溶酶体的酶就会开始工作，在几分钟内就溶解掉所有的细菌。
细菌的生存
对细菌来说，要在肠道中生存下来要经过一条非常艰难的道路，但它们别无选择。如果它们呆在原地，它们可能会饿死、被其它微生物杀死或吃掉，或者干脆被冲走。到达黏液层是每一个共生微生物的硬性目标。在肠壁附近，我们可以看到一些幸运的细菌已经依偎在黏液中繁殖：它们一分为二，每20分钟左右就会增加一倍。以这样的速度，用不了多久它们就能创造出一个庞大的家族。
在肠道绒毛之间，越往深处，细菌群落也会发生变化。这是因为绒毛越深处，含氧量越高。绒毛底部附近的细胞可以产生氧气，目的就是要阻止那些厌氧菌，因为厌氧菌讨厌氧气而且通常具有致病性。绒毛的底部是被称为隐窝的小口袋，而在隐窝的底部是不断分泌一种被称为“抗菌肽”的分子的细胞，这种分子通过黏液向上扩散，杀死路上的病原体。
细菌的种类随着深入肠道的位置而改变，随着深入绒毛和隐窝的深度而改变，使得肠道微生物变得更加复杂。细菌物种也随着它们靠近肠道内壁而改变。我们肠道中最不起眼的角落可以容纳数百种、数以百万计的细菌，它们相互依赖，快乐地生活。
消化的发生
如果食物中有脂肪，我们的十二指肠会检测到它们，并向肝脏和胆囊发出信号，让它们分泌胆汁酸来分解脂肪。对于细菌来说，胆汁酸是它们的另一项挑战，很多细菌物种被杀死；但是有一种叫做嗜胆菌（Bilophila）的细菌，很喜欢这种环境，这未必是一件好事。这些细菌可以引发免疫反应，这可能有助于解释一些炎症性疾病以及相关的抑郁和焦虑。因此，对于那些高脂饮食的人，特别是摄入饱和脂肪过多的人来说，身体要分泌更多的胆汁酸来消化它们，所以容易导致嗜胆菌的数量增加，从而导致身体炎症。
十二指肠的另一个功能是从食物中吸收铁。在消化过程的早期这样做，会使某些细菌失去生长所需的铁元素。随着饮食而来的数十亿微生物会因为缺铁而挨饿，会被酸侵蚀。这种细菌大屠杀也说明细菌要穿过肠道的这些部位并不容易。另一方面，一些顽强的细菌会抓住机会吃掉它们死去的同伴并大量繁殖。
从十二指肠进入空肠，空肠的绒毛比十二指肠更长，褶皱更多，因此吸收能力更好。然而，因为在十二指肠中分泌了抗酸剂，因此空肠的酸性要小得多，对细菌更有吸引力。这对细菌来说很舒服，然而事实上，这也是我们经常听到的小肠细菌过度生长的地方，通常与肠易激综合症、乳糜泻和克罗恩病有关。小肠中过量的细菌发酵会产生气体，导致腹胀和腹痛。小肠细菌过度生长又与焦虑密切相关。
小肠细菌过度生长有很多可能的原因，所以也没有一个简单的解决方案。患者能做的一件事就是减少糖的摄入，让本不该在此地大量繁殖的细菌挨饿，回到合理的数量，这可能会有所帮助。虽然细菌数量丰富，但肠道内壁通常保持完整，这使得小肠细菌过度生长和肠易激综合征难以诊断。然而，在这背后，超负荷运转的组织可能会发展成轻度炎症，影响一个人的情绪。
研究人员一直在研究使用益生菌来治疗小肠细菌过度生长和肠易激综合征，他们使用长双歧杆菌（B. longum）在缓解腹胀和腹部不适等症状方面取得了很好的效果，它还能改善患者的情绪。其它不同的细菌物种也被证明有益，但效果并不总是一样。每个细菌物种都有不同的影响，这些影响甚至会随着环境的变化而改变。
然后从空肠进入回肠，特别是在回肠的下部，我们看到了一组堆积起来的细胞，叫做派伊尔结（Peyer’s patches），与淋巴系统相连。这些集结包括免疫细胞，如B细胞和T细胞，它们的工作是杀死病原体。B细胞产生抗体，用来标记病原体，而T细胞连同那些时刻存在的吞噬细胞，帮助清空被标记的细菌。考虑到人们为了杀死它们付出了多大的努力，任何微生物能存活下来真是个奇迹。但是这些细菌中的许多已经与哺乳动物共同进化了数百万年，并且已经找到了逃避或与我们的免疫系统合作的方法。当我们还是个婴儿的时候，我们的微生物群训练我们的免疫系统，细菌就已经找到了这些方法。从我们开始吃固体食物，我们就发展出一组核心的菌群，可能伴随我们一生，或者至少直到我们服用抗生素杀死它们。即便如此，许多微生物通常也是可以恢复的，因为它们能够隐藏在肠道深处的隐窝中。
到回肠末端的时候，细菌的数量和种类不断增加。在这里酸性水平开始下降，乳酸菌的生存环境也逐渐改善。我们通常在酸奶中看到的乳酸菌，包括嗜酸乳杆菌（L. acidophilus）、干酪乳杆菌（L. casei）、保加利亚乳杆菌（L. bulgaricus）等，它们都能在肠道的这一部分存活。其它的益生菌，包括鼠李糖乳杆菌（L. rhamnous）、发酵乳杆菌（L. fermentum）、瑞士乳杆菌（L. helveticus）、植物乳杆菌（L. plantarum）、短乳杆菌（L. brevis）等，也很适合这里的环境，都能在这里安家立业。
其它同伴
酵母也可以在回肠的下部定居。事实上，在大多数人的小肠中都发现了一种用于酿造啤酒的酵母菌——酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）。在罕见的情况下，酿酒酵母的过度生长会导致自动酿酒综合征（auto-brewery syndrome），这实际上是一种在肠道内通过内源性发酵产生酒精使人致醉的一种罕见的疾病。这些人最终往往会抑郁，这可能与真菌感染和反复出现的宿醉有关。抗生素治疗会使病情恶化，因为抗生素会杀死那些实际上能够帮助控制酵母生长的细菌，而不能杀死酵母菌。抗真菌药和益生菌可能会有帮助。
酿酒酵母也会影响那些对它产生抗体的人群。这也是一种过敏，对酵母的免疫过度反应，它与许多最常见的肠道综合症有关，包括克罗恩病、乳糜泻和结肠炎，所有这些疾病都可能同时并发抑郁症和焦虑症。
念珠菌是另一种酵母菌，可以在我们的肠道和谐地生活，直到其种群失控。同样，当抗生素杀死控制其数量的细菌时，这种情况就可能会发生。这种情况在医院经常发生，使其成为导致死亡的一个主要原因。念珠菌也可能导致与酵母菌属细菌类似的肠道综合征。
由于回肠内的微生物群落，回肠末端还会发生一些非常重要的事情。这是我们吸收维生素B12的地方之一，维生素B12是一种对我们的健康至关重要的复杂大分子。奇怪的是，无论是植物、真菌还是动物都不能产生这种维生素。只有细菌能够合成维生素B12。它是一种重要的维生素，可以防止大脑萎缩，对维持健康的神经系统至关重要。事实上，缺乏维生素B12会导致躁狂和精神错乱。健康的肠道中含有大量能够产生维生素B12的有益细菌，有助于身心健康。
在回肠的远端，有一些专门的组织吸收早先分泌的胆汁酸。经过胃和小肠消化的食糜已经为下一阶段的消化做好了准备。它富含纤维，基本没有病原体。下面，我们的食物将进入消化道旅程的下一部分：大肠。