第十五章 肠胃:为什么女性的消化时间要比男性长一整天

人体简史  作者:比尔·布莱森


人体简史

“幸福就是一笔可观的银行存款、一个好厨子、一副好肠胃。”

——让·雅克·卢梭(Jean-Jacques Rousseau)


就你身体内部而言,你是个庞然大物。如果你是个中等身材的男人,你的消化道约有12米长;如果你是女性,稍微短一些。这些管道的表面积[1],约为2000平方米。

业内所说的肠道通过时间(Bowel transit time),是件非常个人化的事,人与人之间差异极大,事实上,同一个人也有差异,完全取决于人某一天的活跃程度,吃了些什么,吃了多少。在这方面,男女有着惊人的差异。对男性来说,食物从口腔到肛门的平均时间是55小时。对女性来说,一般是72小时。食物在女性体内多逗留[2]近一整天,如果说这会带来什么样的后果,我们并不知道。

然而,粗略地说,你所吃的每顿饭,会在胃里停留4~6小时,接着进入小肠,又用掉6~8小时,在这里,所有营养(或增肥)成分经剥离并分派到身体其他部位使用或存储(唉,不妙),最后到结肠停留最多可达三天的时间,让数十亿计的细菌分解肠道其余部分搞不定的东西——以纤维为主。这就是为什么总有人提醒你[3]要多吃纤维:因为它能让你的肠道微生物保持健康,同时,出于一些尚未得到妥善认识的原因,它还能降低患心脏病、糖尿病、肠癌以及各种死亡风险。

几乎每个人都把胃的位置等同于腹部,但其实胃部比腹部高得多,而且明显偏左。它大约有25厘米长,形似拳击手套。手腕处的尾端,也就是食物进入的地方,名叫幽门,而拳头的部分叫作胃底。胃没你想的那么重要。在大众意识中,我们给它太多赞美了。它通过肌肉收缩挤压食物,并将之浸泡在胃酸里,从物理和化学角度看对消化的确有所贡献,但这种贡献并非实质性的。许多人都做过胃切除手术,没什么太严重的后果。真正的消化和吸收(身体的进食)发生在更深处。

胃的容量为1.4升左右,跟其他动物相比并不算大。一条大狗的胃,可容纳两倍于你的食物。当食物变成豌豆汤的浓度时,就被称为食糜。顺便说一句,你肚子里发出的咕咕声[4]主要来自大肠,并不是胃。“肚子咕咕叫”的专业术语叫腹鸣音(borborygmi)。

胃的任务之一是杀死许多微生物,用盐酸浸泡它们。诺丁汉大学的普外科医生、讲师凯蒂·罗林斯(Katie Rollins)告诉我:“没有了胃,你吃的很多东西都会让你生病。”

任何微生物能通过胃这道关隘都可谓是奇迹,但我们也都通过惨痛的经历知道,的确有些微生物能完成这一壮举。问题的一部分在于,我们拿太多受了污染的东西在轰炸自己。2016年,美国食品和药物管理局的一项调查发现,84%的鸡胸肉、近70%的碎牛肉和接近一半的猪排都含有大肠杆菌,这对大肠杆菌以外的任何东西都不是好消息。

食源性疾病是美国的秘密流行病。美国一年有3000人[5](相当于一座小镇的全体居民人数了)死于食物中毒,约13万人因之住院。食物中毒是一种绝对可怕的死亡方式。1992年12月,劳伦·贝丝·鲁道夫(Lauren Beth Rudolph)在加州卡尔斯巴德的快餐连锁店“盒中杰克”吃了一个芝士汉堡。5天后,她因剧烈的腹部绞痛和腹泻出血被送往医院,同时,她的病情迅速恶化。在医院里,她经历了3次严重的心脏骤停,最终死亡。她年仅6岁。

接下来的几个星期,4个州有700多名光顾了“盒中杰克”的顾客病倒,3人死亡。还有一些人遭受了永久性的器官衰竭。病源是未烹饪至全熟的肉类中含有大肠杆菌。据《食品安全新闻》报道,“盒中杰克”公司知道自己的汉堡没有烹饪到全熟,“但他们认为把汉堡加热到[6]155华氏度会让汉堡太硬”。[大肠杆菌是一种奇怪的有机物,大多数菌株对我们无害,有些菌株甚至有益——前提是,它们别出现在错误的地方。例如,结肠中的大肠杆菌为你生成维生素K,这是极受欢迎的。我们这里谈论的是会伤害你,或是出现在了不应该出现的地方的大肠杆菌菌株。]

同样致命的是沙门菌,它被称为“自然界最普遍的病原体”。美国每年报告的沙门菌感染病例约为四万例,但据信实际数字要高得多。有人估计,每报告一例病例,就有28例未报告。这相当于每年112万人患病。美国农业部的一项研究认为[7],商店出售的大约1/4的鸡肉都受沙门菌污染。沙门菌中毒没有治疗方法。

沙门菌(Salmonella)与Salmon(三文鱼)没有关系。它的名字来自美国农业部科学家丹尼尔·埃尔默·萨尔蒙(Daniel Elmer Salmon)。不过,它的实际发现者是萨尔蒙的助手西奥博尔德·史密斯(Theobald Smith),这同样是一位医学史上遭到遗忘的英雄。史密斯出生于1859年,是纽约北部德国移民的儿子(这家人的姓本为Schmitt,施密特),他从小说德语,因此得以比大多数美国同行更快地跟进和理解罗伯特·科赫的实验。他自学了科赫的细菌培养方法,并在1885年分离出沙门菌,远远早于其他美国人。丹尼尔·萨尔蒙是美国农业部畜牧局的负责人,主要负责行政管理事宜,但当时的管理是,将部门负责人列为该部门发表论文的第一作者,沙门菌论文的署名顺序就是这么来的。史密斯还发现了传染性原生生物巴贝虫,但这份荣誉也没能落在他头上,而是错误地归给了罗马尼亚细菌学家维克多·巴贝斯(Victor Babes)。在漫长而杰出的职业生涯中,史密斯还在黄热病、白喉、非洲昏睡病和饮用水粪便污染方面完成了重要的工作,揭示出人类和牲畜的结核病由不同的微生物引起,证明罗伯特·科赫在两个关键点上犯了错误。科赫还认为结核病不会通过动物传染给人类,史密斯证明这也是错的。多亏了这一发现,牛奶的巴氏灭菌成为标准实践。简而言之,在细菌学的黄金时代,史密斯是美国最重要的细菌学家,但如今却几乎完全遭人遗忘。

顺便说一句,大多数引发恶心的微生物需要时间在你体内繁殖,之后才会让你生病。少数几种微生物,如金黄色葡萄球菌,能短至一小时就害你发病,但大多数至少需要24小时。杜克大学的黛博拉·费希尔(Deborah Fisher)医生在接受《纽约时报》采访时说:“人们往往会把病源归咎为自己最近一次[8]吃的东西,但实际上很可能是在那之前吃的东西。”事实上,很多感染发病的时间比这还要长。在美国,李氏杆菌每年导致约300人死亡,它需要长达70天的时间才会表现出症状,这使得追踪感染源成为一场噩梦。2011年,因为迟迟未能确定病源(后来才知道是来自科罗拉多的哈密瓜),33人死于李氏杆菌。

食源性疾病的最大来源,并不是通常认为的肉类、鸡蛋或蛋黄酱,而是绿叶蔬菜,它们占所有食物疾病的1/5。

在很长一段时间里,我们对胃的了解,几乎全都来自1822年发生的一场不幸事故。那一年夏天,在密歇根北部休伦湖上的麦基诺岛,岛上杂货店里有顾客正在摆弄一支来复枪,可枪突然走了火。年轻的加拿大毛皮贩子亚历克西斯·圣马丁(Alexis St Martin)很倒霉,他正站在一米开外,当场中枪。这一枪在他的左胸下方撕开了一个洞,并带给他一件他一点儿也不想要的东西:医学史上最著名的胃。圣马丁奇迹般地活了下来,但伤口始终无法完全愈合。圣马丁的医生,一位名叫威廉·博蒙特(William Beaumont)的美国军医,意识到这个3厘米宽的洞带来了一扇不同寻常的窗口,可以窥视到皮毛贩子身体内部,直接接触到他的胃。博蒙特把圣马丁带回家照顾,同时跟后者签了一份正式合同,允许自己在这可怜人身上做实验。对博蒙特来说,这是一个无与伦比的机会。在1822年,没人知道食物咽下肚子之后会发生些什么。圣马丁的胃,是全世界唯一可以直接研究的地方。

博蒙特的实验主要是用丝线把不同的食物吊在圣马丁的胃里,间隔一段时间后拉出来看看发生了什么。有时,为了科学研究的需要,他甚至会试尝这些东西,判断其中的酸味和酸度,并因此推断出胃的主要消化介质是盐酸。这一突破在研究胃部的医学圈里引起了巨大的兴奋,让博蒙特出了名。

圣马丁并不怎么乐于合作。他常常失踪,最久的一次博蒙特用了4年才找到他。尽管存在这样的干扰,博蒙特最终仍出版了一本具有里程碑意义的作品《胃液与消化生理学的实验及观察》(Experiments and Observations on the Gastric Juice and the Physiology of Digestion)。在接近一个世纪的时间里,几乎所有跟消化过程相关的医学知识都多亏了圣马丁的胃。

讽刺的是,圣马丁比博蒙特多活了27年。四处漂泊好些年之后[9],圣马丁回到了家乡魁北克的圣托马斯,结了婚,养育了6个孩子,1880年去世,享年86岁。[圣马丁曾在佛蒙特州的卡文迪什生活过一段时间,那里曾发生过一起事故,一根铁棒穿过了另一位不幸的劳工菲尼斯·盖奇的头骨,那里还是Y染色体发现者内蒂·史蒂文斯(Nettie Stevens)的出生地。不过,这三位卡文迪什的名人,并不来自同一时代。]

消化道的核心是小肠,它是七八米长的连续管道,人体的大部分消化都在此进行。传统上,小肠分为三个部分:十二指肠(在古罗马,这里指的是它所占的空间相当于普通人十二指的宽度);空肠(意思是“没有食物”,因为在尸体中,这里往往是空的);回肠(意思是“腹股沟”,因为它们差不多就在同样的位置)。然而,这些划分其实完全是概念上的。如果你把你的肠子拿出来铺在地上,根本分不清哪部分是开始端、哪部分是结束端。

小肠里排列着细小毛状凸起,名叫“绒毛”,极大地增加了它的表面积。食物通过肠道收缩过程(即蠕动,就是肠道里相当于墨西哥人浪的东西)传递,并以每分钟差不多2.5厘米的速度前进。很自然,这出现了一个问题:为什么我们的烈性消化液不会腐蚀自己的肠壁呢?答案是,消化道里密布着一层保护细胞,叫作上皮。这些警戒细胞,以及它们产生的黏稠液体,是阻隔消化液腐蚀你自己的肉的唯一屏障。如果这一组织出现裂口,肠道内容物进入身体的另一部分,你肯定会感到非常难受,不过这种情况很少发生。这种置身前线的细胞磨损很厉害,每隔3~4天就要更换,属于整个身体更替率最快的组织。

小肠的外面包裹着一圈1.8米的粗管道(就像花园周围的围墙似的围着小肠),它名叫大肠、肠子,或者结肠。小肠和大肠的接合处(在你身体右腰线的略上方),有一处袋状物叫盲肠,它对食草动物很重要,对人类来说没有特别的作用,盲肠有一个手指状的凸起叫阑尾,没有特定的目的,但每年,全世界约有80,000人死于阑尾破裂或感染。

严格地说,阑尾也叫蚓突,因为它的外形呈蚯蚓状。在很长一段时间里,人们对阑尾的认识就是,切掉它也不会带给你什么遗憾,这强烈地暗示它的存在毫无目的。如今最准确的认识是,阑尾是肠道细菌的蓄水池。

在发达国家,每16个人中就有一个人总会在某个时候患上阑尾炎,这足以使它成为最常见的急诊手术原因。美国外科医生学会的数据显示,美国每年约有25万人因阑尾炎住院[10],约300人死亡。不做手术的话,许多阑尾炎患者会死亡。它一度是一种常见死因。如今,富裕国家的急性阑尾炎发病率[11]仅为20世纪70年代的一半,没人明白这到底是为什么。但它在富裕国家仍比在发展中国家更常见,尽管发展中国家的发病率已经急速上升,这有可能是因为饮食习惯的改变,但还是那句话,没人知道确切的原因。

我所知道的最离奇的阑尾切除术故事发生在二战期间一艘叫作“海龙”号的美国潜艇上。当时,这艘潜艇正在由日本控制的南中国海上游弋,来自堪萨斯的水手迪恩·雷克特(Dean Rector)突发急性阑尾炎。由于船上没有合格的医务人员,船长命令助理药剂师惠勒·布莱森·利普斯(Wheeler Bryson Lipes,跟本书作者毫无亲戚关系)进行手术。利普斯抗议说,他没有接受过医学训练,不知道阑尾长什么样,不知道要到哪里去找阑尾,更没有合适的手术设备。船长命令说,他是舰艇上的资深医务人员,必须尽其所能。

利普斯对病人的态度[12]完全无法叫人心安。他为了给迪恩打气这么说:“听着,迪恩,我从前从没做过这种事。但反正你也没有太多机会熬过来,不妨赌一把,你说是不是?”

利普斯成功地麻醉了迪恩·雷克特(这本身也是一项成就,因为没人告诉他该用多大剂量),接着,他把滤茶器内衬的纱布当作口罩,按照急救手册的说明,用一把厨刀切开了雷克特,天知道怎么找到了发炎的阑尾,切除了它,缝合了伤口。雷克特奇迹般地活了下来,并完全康复。不幸的是,他并没有圆满健康地活下去。阑尾切除手术三年后,几乎在同一个地理位置,他在另一艘潜艇上去世。利普斯在海军服役到1962年,并一直活到84岁高龄,但他再也没有给人动过手术,这当然也挺好的。

通过名为回盲括约肌的连接处,小肠的处理物进入大肠。老实说,大肠是一口发酵罐,是粪便、屁和所有微生物菌群的家,一个短时间里出不了什么大事的地方。20世纪初,杰出的英国外科医生威廉·阿布斯诺特·莱恩爵士(Sir William Arbuthnot Lane)开始相信,正是粪便的行动迟缓,导致了致病毒素的累积,从而带来了他所说的“自体中毒”(autointoxication)状况。他确认了一种日后名为“莱恩结”(Lane's kinks)的异常现象,并将患者的大肠进行手术切除。渐渐地,他扩大了手术范围,彻底摘除结肠——这种处理是完全不必要的。世界各地找他来看病的人[13],都将跟自己的肠子说再见。莱恩死后,人们才发现,所谓的“莱恩结”纯属虚构。

在美国,新泽西州特伦顿州立医院的院长亨利·科顿(Henry Cotton)也对大肠产生了令人遗憾的兴趣。科顿认为,精神疾病不是由于大脑紊乱,而是由于先天的肠道畸形,于是着手展开了一项他并无明显天赋的手术项目。他害死了30%的病人,没有治好一个——但此时,所有被他救治的人,无一例有任何需要治疗的病症。科顿还热衷于拔牙,光是在1921年这一年当中,他不用麻醉剂拔掉了近6500颗牙齿(平均替每名患者拔了10颗)。

大肠实际上肩负着许多重要的工作。它会重新吸收大量的水,将之返还身体。它还为大量的微生物提供了一个温暖的家,这些微生物会啃食小肠中各种残留物体,在此过程中会吸收大量有用的维生素,比如B1、B2、B6、B12和K,并把它们也返还身体。最终剩下的东西作为粪便排出。

西方国家的成年人每天产生大约200克粪便——略低于半磅,一年大约80公斤,一辈子差不多6350公斤。粪便中含有大量死掉的细菌、未消化的纤维、脱落的肠细胞和死去红细胞的残留物。每克粪便中[14]含有400亿个细菌和1亿个古生菌。对粪便样本的分析还发现了许多真菌、阿米巴原虫、噬菌体、肺泡、子囊菌、担子菌等,只是很难确定这些东西到底是永久存在,还是偶然途经。间隔两天的粪便样本,有可能给出截然不同的结果。即使是从同一堆粪便的两头所取的样本[15],也会看起来像是来自两个不同的人。

几乎所有发生在肠道的癌症,都发现在大肠中,极少见于小肠。虽然没有人知道确切的原因,但许多研究人员认为,这是因为前者含有大量的细菌。荷兰乌得勒支大学的教授汉斯·克莱夫斯(Hans Clevers)认为这跟饮食有关。他说,小鼠的小肠会患癌,但结肠不会。“但如果你给它们西式饮食,情况就完全反过来了。搬到西方并接受西方生活的日本人也会碰到一样的情况。他们患胃癌的概率更低,但患结肠癌的概率变高了。”

当代第一个对粪便产生浓厚科学兴趣的人是西奥多·埃舍里奇(Theodor Escherich, 1857—1911),他是慕尼黑一位年轻的儿科研究员,从19世纪末开始用显微镜检查婴儿的大便。他在其中发现了19种不同的微生物,远超他的预期,因为婴儿大便唯一明显的输入源是孩子吸吮的母乳和呼吸的空气。为了纪念埃舍里奇,人们将粪便中数量最多的一种细菌称为Escherichia coli,也即大肠杆菌。(埃舍里奇本人称之为Bacteria coli commune,直译为“大肠杆菌群”。)

大肠杆菌成为全世界被研究最多的微生物。按卡尔·齐默所说,它已经孵化出了成千上万篇论文,而他本人的精彩作品《小生命》也只聚焦于这一种异乎寻常的杆菌。大肠杆菌有两种菌株[16]的遗传变异,超过了地球上所有哺乳动物的变异总和。可怜的西奥多·埃舍里奇对此一无所知。直到1918年,也即他过世7年后,大肠杆菌才以他的名字命名[17],到1958年方得到正式采纳。

最后,再对肠胃胀气,也即俗称的放屁说上一两句。屁主要由二氧化碳(最高可占到50%)、氢(最高可占到40%)和氮(最高可占到20%)组成,不过,具体的比例因人而异,甚至因日而异。大约1/3的人会生成甲烷(这是臭名昭著的温室气体),而其余2/3的人完全不会生成此种气体(或者至少说,这些人在接受测试的时候没有生成。肠胃胀气测试的要求并不严格)。屁的气味主要是由硫化氢构成的,尽管硫化氢只占排出气体的百万分之一到百万分之三。高浓度硫化氢(如沼气中)是高度致命的,但我们何以对微量硫化氢如此敏感,这个问题尚有待科学解决。更奇怪的是,一旦硫化氢上升到致命浓度,我们又根本闻不到它。正如玛丽·罗奇(Mary Roach)在她那本极为精彩的食物研究《消化道历险记》(Gulp: Adventures on the Alimentary Canal)中所说,“嗅觉神经变得麻痹了”[18]。

屁里的各种气体,能组合出相当可观的爆炸性来,1978年法国南希发生的一场悲剧就是这样:外科医生正将电热丝夹在一位69岁患者的直肠上,准备烧掉息肉,却不料引起爆炸,当真把那可怜人炸成了两半。据《胃肠病学》杂志报道,这只是“肛门手术中结肠气体爆炸众多记录下来的案例之一”[19]。如今,大多数病人接受的是腹腔镜手术(也就是洞眼手术),在施术过程中,患者体内会注入或泵入二氧化碳,这不仅减少了患者的不适和瘢痕,还能消除爆炸事故的风险。

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