你每天可能會放1升屁。
我們每天會吃下去很多像纖維素這樣難以消化的多糖,它們在穿過小腸的過程中可能會產(chǎn)生13升易燃的氫氣,這可是很危險的。幸好,實際上我們放出來的只是屁而已,相比于暴露在空氣中的可燃氣體,屁味雖然讓人覺得不那么愉悅,但是造成的麻煩好像小了很多。為什么這些氫氣最后都變成屁了呢?而且據(jù)說屁還能被科學家和大夫用來診斷疾病,這又是怎么實現(xiàn)的呢?
我們肯定不可能產(chǎn)生那么多氫氣,要不然我們不早就飄走了。
所以氫氣是怎么變成屁的?
還好我們每個人的腸道里都有那么一些細菌可以消耗掉氫氣。
我們的結(jié)腸中大概生活著兩千克的微生物,它們每天會消耗大約40克多糖。結(jié)腸中的細菌可以將每克碳水化合物轉(zhuǎn)化為三分之一升氫氣,這樣算來每天就大約會產(chǎn)生13升。但腸道中的微生物可是很擅長把消化時產(chǎn)生的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)的,而厚壁菌門細菌(Firmicutes)所產(chǎn)生的氫氣也可以成為其他細菌的原料。比如,有的細菌會使硫離子和氫氣反應(yīng)產(chǎn)生硫化氫,這種氣體不僅有一定毒性和臭雞蛋的味道,本身還十分易燃。古生菌(Archaea)可以讓四分子氫氣和一分子二氧化碳反應(yīng)生成一分子甲烷和兩分子水,從而降低可燃性。
所以在經(jīng)過這一系列的化學變化后,屁里都含有哪些化學物質(zhì)?各自的量又是多少?
從腸道排出的氣體其實大部分都是無味的,大約四分之一只是單純的氧氣和氮氣,另外四分之三是腸道菌群產(chǎn)生的二氧化碳、氫氣和甲烷。當然,你也聞到過,人和人屁味道的差別還是挺大的,想必成分也有所不同,美國明尼阿波利斯退伍軍人事務(wù)醫(yī)療中心的胃腸病學家Michael LevittIn就發(fā)現(xiàn),只有三分之一的人腸道中有能產(chǎn)生甲烷的細菌。從上世紀70年代開始,Levitt就在開展關(guān)于腸道氣體組成的研究,有時還會將導管插入患者的直腸收集他們的屁。他也親自嘗試過這個裝置,并坦言“這確實會讓人菊花一緊——不僅對患者而言,對在患者身上使用這一裝置的研究者也會這樣”。
1998年,Levitt的團隊通過直腸插管對6名健康女性和10名健康男性在4個小時內(nèi)產(chǎn)生的屁的組成進行了詳盡的研究。研究對象的總產(chǎn)氣量范圍在106ml到1657ml之間,其中最多的人大約能產(chǎn)生500ml氫氣,但是只有4人的屁中含有甲烷。Levitt團隊的測量結(jié)果還發(fā)現(xiàn),產(chǎn)生氣味的成分并不會消耗太多的氫:硫化氫,甲硫醇這種聞起來像是爛白菜的成分,以及有大蒜氣味的二甲硫醚,總共加起來平均只占屁中的50ppm。
我們每天會放多少屁?
4小時內(nèi),16名研究對象放屁次數(shù)在3到9次之間,每次約有100ml。這個頻率與1998年澳大利亞新南威爾士大學Rosemary Stanton和Terry Bolin二人對健康人所做的研究相符。Stanton解釋說,他們之所以要研究放屁,是因為有些人認為膳食纖維使脹氣增多是消化不良的表現(xiàn),從而避免食用。他們對60名男性和60名女性進行調(diào)查,讓他們記錄每天的放屁次數(shù)和食物攝取。結(jié)果表明,男性每天會放屁2到53次,平均12.7次,女性每天1到32次,平均7.1次,放屁的次數(shù)會隨著纖維的攝入量增多。研究表明放屁是十分普遍的,Stanton說:“希望打算攝取更多膳食纖維的人對此做好準備?!?/p>
屁只在腸子里產(chǎn)生,那它和我們的健康能有什么關(guān)系?
有證據(jù)表明,腸道細菌的失衡與腸易激綜合征(IBS)等疾病會造成屁中氫氣和甲烷含量的變化,來自英國西英格蘭大學的Ben de Lacy Costello說。甲烷氣體可能導致便秘,因為它們似乎會抑制腸蠕動。同樣,硫化氫也會抑制肌肉收縮,這可能與腸壁損傷、炎癥性腸?。↖BD)和結(jié)腸癌有關(guān)。然而,氣體測試的可靠性也存在一些問題,比如無法從中得知為什么人的腸道中會產(chǎn)生這么多的氫氣和甲烷。而且Levitt也表示,他也不相信甲烷會與腸易激有關(guān)
Costello分析糞便揮發(fā)氣體的裝置(一張有氣味的圖片)
因此,De Lacy Costell和他的同事們不再直接研究屁中的氣體成分,轉(zhuǎn)而去調(diào)查糞便揮發(fā)出的低濃度化合物。起初,他們在容器中把糞便和培養(yǎng)基混合起來以模仿大腸環(huán)境,然后通過塑料管道吸出或是泵出容器內(nèi)上方空氣,并通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析其中成分。研究人員在其中發(fā)現(xiàn)了297種化合物,包括揮發(fā)性的硫化物,以及吲哚、糞臭素等和糞便氣味有關(guān)的分子。不過,他們也發(fā)現(xiàn)了很多好聞的物質(zhì),比如α-和β-蒎烯、檸檬烯等。通過這些化合物含量的不同,或許就能區(qū)分出健康人和患有潰瘍性結(jié)腸炎,或因艱難梭狀芽胞桿菌和空腸彎曲菌感染而腹瀉的人。
所以蒎烯和檸檬烯的存在會使糞便有松樹和檸檬的氣味么?
也許吧,但這些化合物的含量都很低,而引起臭味的吲哚,糞臭素和硫化物還是占主導地位的,De Lacy Costello說。
科學家們研究屁和糞便中的物質(zhì)到底有什么用?
在2014年發(fā)表的一項研究中,他們用更簡單也更便宜的金屬氧化物半導體探測器代替了質(zhì)譜儀,這使得整個系統(tǒng)都更加小型化?!叭绻梢栽O(shè)計一個僅根據(jù)揮發(fā)出來的氣體就能分析樣品化合物組成模式的儀器,那么在無需明確知曉具體物質(zhì)的條件下就可以檢測疾病?!盌e Lacy Costello說。到目前為止,該系統(tǒng)通過糞便區(qū)別IBS患者與IBD患者的準確率可以達到76%。De Lacy Costello的團隊也開發(fā)了一種“電子鼻”,嘗試以此作為疾病早期預警與結(jié)腸癌篩查的工具。
所以之后有可能通過驗屁直接診斷疾病么?
“在未來,我們很有可能通過直接監(jiān)測糞便、皮屑、呼氣這些身體的排出物就能診斷出某些疾病,”De Lacy Costello說,“這肯定是全世界科學家追求的目標?!辈贿^,Levitt認為,只有像他自己所做的那樣采用直腸插管來直接采集捕捉屁,用屁做檢測才能成為,否則等屁放出來,被空氣的稀釋以后會讓微量成分的檢測變得十分不可控。所以,這個想法可能沒辦法實際應(yīng)用。
豆子真的會讓人放更多的屁嗎?
2011年,三個不同的實驗都表明,參與者在開始吃菜豆或是烤豆的那天放的屁都會比往常更多。但是隨著時間推移,受試者身體漸漸就適應(yīng)了豆子的攝入,幾周后,放屁的頻率就會下降到正常水平,Levitt也親身經(jīng)歷過這種影響。“關(guān)于豆子的個體差異和時間差異十分有趣,我對此也不是十分了解?!彼f,“但是當我一旦給別人吃豆子,他們腸道的產(chǎn)氣量無疑要比吃其他的碳水化合物時多很多?!?/p>
有什么好的方法可以控制放屁嗎?
“不要憋得太久,這可能會讓易感人群感到疼痛甚至得上IBS,”Stanton說,“避免使用膳食纖維可能會減少屁的產(chǎn)生,但是膳食纖維在很多方面都非常重要,比如降低患結(jié)腸癌、痔瘡,以及憩室病的風險等。燕麥和許多水果中的可溶性纖維可以促進腸道中“好”細菌的增長,這些細菌可以產(chǎn)生短鏈的脂肪酸,由腸道吸收后可以降低膽固醇和血糖水平,減小結(jié)腸癌患病幾率?!盠evitt還嘗試過讓受試者在持續(xù)一周的時間里每天吃四次活性炭,結(jié)果表明吃活性炭對控制屁的氣味和量沒有任何作用。因此,如果你想少放屁,除了不吃膳食纖維這個不推薦的方法外,唯一的選擇可能就是“別吞下太多的空氣”。所以,只要屁不會造成你生理上的疼痛,你和你身邊的人都應(yīng)該學會寬容一些。
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