他喝下了霍亂細(xì)菌,還引發(fā)食用酸奶的熱潮,埃黎耶·梅契尼可夫奠定了現(xiàn)代益生菌學(xué)的基礎(chǔ)。
超市貨架上擺滿了琳琳朗朗的酸奶,它們酸甜可口,幾乎受到各個(gè)年齡層人士的喜愛(ài)。但是,酸奶的主打標(biāo)簽并不是味道,而是酸奶里的益生菌。益生菌是走在營(yíng)養(yǎng)道路上最時(shí)髦的微生物,幫助調(diào)節(jié)人體腸道。
而酸奶的流行要從19世紀(jì)說(shuō)起。那時(shí),俄羅斯有位奇怪的生物學(xué)家埃黎耶·梅契尼可夫,他注意到了細(xì)菌的特殊地方。
好動(dòng)小孩的學(xué)習(xí)記
梅契尼可夫于1845年出生在沙皇俄國(guó)的一個(gè)村莊(現(xiàn)在位于烏克蘭)。他從小就過(guò)分活潑,總想探索新鮮事物,他會(huì)從父親那里學(xué)習(xí)打撲克,從女傭那里學(xué)習(xí)縫紉和刺繡。
8歲的時(shí)候,他開(kāi)始對(duì)生物產(chǎn)生濃厚的興趣,他經(jīng)常在自己家附近跑來(lái)跑去,像植物學(xué)家一樣記錄當(dāng)?shù)刂参锏那闆r,然后總結(jié)自己的收獲,給自己的弟弟和其他小孩開(kāi)科學(xué)講座。誰(shuí)要是參加他的講座,梅契尼可夫就會(huì)把自己的零花錢拿出來(lái),分給聽(tīng)講者,當(dāng)作犒勞。梅契尼可夫經(jīng)常纏著別人問(wèn)各種奇怪的問(wèn)題,嘮嘮叨叨,但是當(dāng)要觀察一些生物時(shí),如昆蟲或蝴蝶,他會(huì)變得很認(rèn)真、很安靜。
16歲時(shí),梅契尼可夫從一位研究低等生物的大學(xué)教授那里借來(lái)顯微鏡,更細(xì)致地觀察各種生物。在大學(xué)時(shí)代,他學(xué)習(xí)了查爾斯·達(dá)爾文的《物種起源》,對(duì)其中提到的生物科學(xué)熟記于心,他認(rèn)為所有的生物、生物體內(nèi)各種生理過(guò)程是相互關(guān)聯(lián)的。
孜孜不倦的性格使他發(fā)現(xiàn)了一種特殊的細(xì)胞,這種細(xì)胞將低等生物的消化過(guò)程與人體的免疫防御系統(tǒng)聯(lián)系了起來(lái)。
發(fā)現(xiàn)人體免疫的重要角色
低等生物的身體里沒(méi)有腹腔及腸道。它們?nèi)粢澄铮偷糜梢恍┨囟愋偷募?xì)胞——中胚層細(xì)胞(在外胚層和內(nèi)胚層之間,高等動(dòng)物胚胎發(fā)育時(shí)中胚層細(xì)胞可以發(fā)育為血管和肌肉等組織)來(lái)完成,中胚層細(xì)胞會(huì)慢慢移動(dòng)來(lái)吞掉和溶解食物顆粒。
一天,37歲的梅契尼可夫正盯著透明的海星幼蟲體內(nèi)的中胚層細(xì)胞,突然,他腦海里冒出了一個(gè)想法:這些細(xì)胞既然能消化食物,那么是不是也會(huì)開(kāi)展生物防御,“吃掉”外來(lái)入侵者?
他從自家后花園里的玫瑰上摘下幾把玫瑰刺,用它們來(lái)刺海星幼體。如果他的假設(shè)是正確的,那么海星幼蟲的身體會(huì)“認(rèn)出”玫瑰刺為入侵者,接下來(lái)中胚層細(xì)胞會(huì)聚集,試圖吞噬玫瑰刺。結(jié)果和梅契尼可夫預(yù)期的一樣,中胚層細(xì)胞將玫瑰刺團(tuán)團(tuán)包圍住了。他將這種中胚層細(xì)胞稱為吞噬細(xì)胞。生物學(xué)上的吞噬細(xì)胞這一詞第一次被提出來(lái)。
1888年,梅契尼可夫加入了巴斯德研究所。之后,梅契尼可夫就在研究所里繼續(xù)研究“吞噬細(xì)胞”。梅契尼可夫認(rèn)為,如果簡(jiǎn)單生物的中胚層細(xì)胞會(huì)攻擊并消化入侵者,以此類推,人體內(nèi)血液中的白細(xì)胞(膿的主要成分)也來(lái)自中胚層,那么白細(xì)胞應(yīng)該也會(huì)攻擊和清除微生物。因此,炎癥只是白細(xì)胞對(duì)外來(lái)物的一種反應(yīng),是生物體的“治療反應(yīng)”。這個(gè)想法在我們看來(lái)很簡(jiǎn)單,但卻與當(dāng)時(shí)的炎癥理論(白細(xì)胞會(huì)形成一種物質(zhì),這種物質(zhì)有利于微生物的生長(zhǎng)和四處蔓延)完全相矛盾了。
因此很多科學(xué)家對(duì)梅契尼可夫的研究表示懷疑,甚至輕視他的觀點(diǎn)。他們對(duì)梅契尼可夫的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了一次又一次的重復(fù),卻驚訝地發(fā)現(xiàn),結(jié)果確實(shí)如梅契尼可夫所言——白細(xì)胞是吞噬細(xì)胞,是對(duì)抗細(xì)菌的細(xì)胞。
吞噬細(xì)胞在人體免疫系統(tǒng)中的作用是一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn),梅契尼可夫也因此獲得了1908年的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
喝下霍亂弧菌的拼命科學(xué)家
梅契尼可夫發(fā)現(xiàn)吞噬細(xì)胞后,就一頭扎進(jìn)了人體免疫力的研究當(dāng)中,他希望能找到延長(zhǎng)生命的方法。
之所以有這樣執(zhí)著的精神和舉動(dòng),那是他可怕的自身經(jīng)歷導(dǎo)致的。他的第一任妻子死于肺結(jié)核,梅契尼可夫盡了自己最大的能力,也沒(méi)能挽救妻子的性命。這個(gè)打擊太大了,導(dǎo)致梅契尼可夫一直沉浸在悲痛之中。為了忘記痛楚,他曾一度吞食大量鴉片,企圖自殺,性命垂危,但活了下來(lái)。后來(lái)他遇到了第二任妻子奧爾加。1880年,這是他們結(jié)婚后的第5年,奧爾加不幸染上嚴(yán)重的傷寒,生活的打擊再次令梅契尼可夫陷入悲觀,他主動(dòng)去感染一種蜱蟲傳播的疾病(回歸熱),想要和妻子一起面對(duì)死神。幸運(yùn)的是,他們都活了下來(lái)。
當(dāng)梅契尼可夫發(fā)現(xiàn)身體的天然防御系統(tǒng)的吞噬細(xì)胞后,開(kāi)始變得樂(lè)觀了。他認(rèn)為,在科學(xué)的幫助下,人類或許可以糾正天生不完美的免疫系統(tǒng),提高身體的防御能力。
在做免疫方面的測(cè)試時(shí),他經(jīng)常會(huì)把自己當(dāng)實(shí)驗(yàn)小白鼠。1892年法國(guó)流行大霍亂,為了探究霍亂和人體免疫的關(guān)系,他毫不猶豫喝下了霍亂弧菌。霍亂弧菌是一種引起霍亂的病菌,它有一個(gè)特殊的規(guī)律:在同一個(gè)小區(qū)里生活的居民,有些人感染了它,而其他人似乎對(duì)它免疫。如果能夠了解霍亂和身體免疫之間的關(guān)系,人們就有希望開(kāi)發(fā)出治療霍亂的疫苗。
梅契尼可夫喝下霍亂弧菌后,并沒(méi)有患病,他只好招募志愿者重新測(cè)試。可是第一個(gè)志愿者跟他一樣,也沒(méi)感染霍亂,于是梅契尼可夫讓第二個(gè)年輕的志愿者接受測(cè)試,年輕人病來(lái)如山倒,差點(diǎn)死去。可是功夫不負(fù)有心人,梅契尼可夫終于發(fā)現(xiàn)了霍亂的秘密:人體腸道內(nèi)有一些微生物會(huì)阻止霍亂弧菌生長(zhǎng),而另一些微生物則會(huì)刺激霍亂弧菌的生長(zhǎng)。
他隨之提出,人類腸道菌群的細(xì)菌在疾病預(yù)防中發(fā)揮了作用,“壞細(xì)菌”會(huì)讓你生病,“好細(xì)菌”則會(huì)讓你健康。因此,適當(dāng)?shù)馗淖兡c道菌群可能有助于對(duì)抗已經(jīng)困擾人類幾個(gè)世紀(jì)的疾病。
一發(fā)不可收拾的
腸道細(xì)菌研究
腸道菌群,在19世紀(jì)末是一個(gè)熱門話題。那時(shí)有一個(gè)著名的理論——腸道腐敗理論,認(rèn)為人類大腸是有害毒素的倉(cāng)庫(kù),其中一些毒素是細(xì)菌分解食物產(chǎn)生的,也就是所謂的“腐敗”過(guò)程。當(dāng)時(shí)的醫(yī)生認(rèn)為,大腸是食物殘留物所在的內(nèi)臟,大腸內(nèi)細(xì)菌腐敗的物質(zhì)殘留的時(shí)間太久,它們會(huì)變得有毒,使人生病,壽命縮短。這個(gè)理論很出名,導(dǎo)致一些外科醫(yī)生甚至建議切掉人體的結(jié)腸,來(lái)修復(fù)紊亂的消化功能。
但梅契尼可夫相信,不需要?jiǎng)邮中g(shù),也有可能平衡腸道微生物,比如增加一些“好細(xì)菌”,減少一些“壞細(xì)菌”。在巴斯德研究所里,梅契尼可夫研究了各種國(guó)家的飲食文化后發(fā)現(xiàn),歐洲保加利亞的很多百歲老人很喜歡吃一種用牛奶發(fā)酵而成的、味道酸酸的“小零食”(也就是我們后來(lái)所說(shuō)的酸奶或優(yōu)格)。梅契尼可夫從中分離出了使牛奶變酸的物質(zhì)——保加利亞桿菌(乳酸菌),這是一種東歐廣泛應(yīng)用于做酸奶的細(xì)菌,它能很好地防止牛奶腐敗。因此,梅契尼可夫提出了一種理論:乳酸菌對(duì)人體健康有益,可以延長(zhǎng)人類壽命。為了證明此理論,他自己開(kāi)始每天都喝酸奶。
可是梅契尼可夫沒(méi)來(lái)得及證明他的理論,因?yàn)閹啄旰笏烙谛呐K病。
酸奶商機(jī)
1910年,西班牙商人艾薩克·卡拉索得知許多孩子常常患有腸道疾病,他受到梅契尼可夫工作的啟發(fā),開(kāi)始在巴塞羅那、西班牙等地建立酸奶工廠,把酸奶當(dāng)作是一種“長(zhǎng)壽飲料”在藥店推廣和銷售。卡拉索去世后,他的兒子接管了公司,并將公司擴(kuò)張到美國(guó),酸奶曾經(jīng)一度風(fēng)靡美國(guó),而該公司就是著名的達(dá)能集團(tuán)。
梅契尼可夫的研究還啟發(fā)了日本科學(xué)家代田稔,代田稔將人類腸道中能夠平衡菌叢的菌株分離出來(lái),經(jīng)過(guò)好幾代菌株的培養(yǎng),在1935年生產(chǎn)出新的乳酸菌菌株,取名為代田菌。代田菌能夠?qū)刮钢械奈敢核斐傻乃嵝原h(huán)境,直接進(jìn)入腸道中。而代田稔將這些菌株加入到乳酸飲料中,在世界上許多國(guó)家售賣。直到今天,配方仍沒(méi)有太大的改變,這種飲料叫做養(yǎng)樂(lè)多。
到了1950年左右,科學(xué)家開(kāi)始提出“益生菌”的概念。描述為有益于促進(jìn)宿主微生物平衡的微生物,它們就是梅契尼可夫認(rèn)為的好細(xì)菌,而益生菌研究領(lǐng)域背后是數(shù)百億元的產(chǎn)業(yè)。現(xiàn)在,當(dāng)你在超市看到很多種類的酸奶和其他發(fā)酵乳制品時(shí),要知道最初引領(lǐng)這股風(fēng)潮的是生物學(xué)家梅契尼可夫。
同時(shí),梅契尼可夫關(guān)于重新平衡腸道微生物的想法像一股強(qiáng)大的洪流,在醫(yī)學(xué)上漫開(kāi)來(lái)。科學(xué)家以類似的想法研發(fā)出了抗生素,比如青霉素可根除病原體,治療細(xì)菌感染,它可比酸奶中的乳酸菌快得多。
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