作者：段云峰（中國(guó)科學(xué)院微生物研究所）

文章來(lái)源于科學(xué)大院公眾號(hào)（ID：kexuedayuan）

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這段時(shí)間，因?yàn)橐咔?，差不多全?guó)人民都在測(cè)體溫，最近，國(guó)外人民也加入了測(cè)體溫的隊(duì)伍，很多國(guó)家開(kāi)始爆發(fā)疫情，也都開(kāi)始了體溫監(jiān)測(cè)。

在隔離期間，筆者測(cè)量了14天的體溫，基本上都是36.5℃，而同一個(gè)群里的群友基本上都是這個(gè)水平，沒(méi)有超過(guò)37℃的。

難道我們一直認(rèn)為的正常體溫37℃已經(jīng)成為了歷史？

人類體溫一直在下降？

還真是！2019年1月7日，美國(guó)斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授朱莉·帕森內(nèi)特（Julie Parsonnet）團(tuán)隊(duì)在《elife》發(fā)表了一項(xiàng)研究，他們發(fā)現(xiàn)自19世紀(jì)以來(lái)，成年人的平均體溫在持續(xù)下降，不到200年間下降了0.4℃，從37℃降到36.6℃。2017年，英國(guó)開(kāi)展的一項(xiàng)研究分析了超過(guò)3.5萬(wàn)名患者的25萬(wàn)條體溫記錄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)英國(guó)人的平均體溫為36.6℃。

美國(guó)的這個(gè)調(diào)查數(shù)據(jù)量更大，時(shí)間跨度也很長(zhǎng)，他們使用了三個(gè)隊(duì)列的數(shù)據(jù)，共計(jì)50多萬(wàn)人，包括：內(nèi)戰(zhàn)的聯(lián)盟退伍軍人（23,710人；測(cè)量年代1860–1940），國(guó)家健康與營(yíng)養(yǎng)檢查調(diào)查I（15,301人；1971–1975年）和斯坦福大學(xué)轉(zhuǎn)化研究綜合數(shù)據(jù)庫(kù)（150,280人；2007–2017年）。通過(guò)統(tǒng)計(jì)，他們?cè)诒臼兰o(jì)初出生的男性比19世紀(jì)初出生的男性體溫要低0.59攝氏度，這意味著每十年穩(wěn)步下降0.03攝氏度。女性的體溫變化降幅也差不多，自19世紀(jì)90年代以來(lái)下降了0.32攝氏度。

1840-1940年間的男性體溫變化（圖片來(lái)自：參考資料1）

白人和黑人，男性和女性的體溫變化（圖片來(lái)自：參考資料1）

誰(shuí)在控制我們的體溫？

關(guān)于人類體溫下降的原因還沒(méi)有確切的說(shuō)法，影響體溫的因素非常多。

人是恒溫動(dòng)物，理論上體溫是可以保持恒定的，但是，由于每個(gè)人的身體狀況不一樣，實(shí)際上體溫是一個(gè)變化范圍。

體溫的調(diào)節(jié)是受大腦中特定的腦區(qū)控制的，初級(jí)（SI）和次級(jí)（SII）體感皮層可能會(huì)導(dǎo)致與溫度變化相關(guān)的感覺(jué)?？蹘Щ仄又胁康那安繀^(qū)域（aMCC）也涉及感覺(jué)過(guò)程，包括編碼溫度感覺(jué)的愉悅性或不適感，以及在控制自主神經(jīng)反應(yīng)中的作用。后扣帶回皮質(zhì)（PCC）也與溫度變化的反應(yīng)有關(guān)。

調(diào)節(jié)體溫的腦區(qū)（圖片來(lái)自：參考資料11）

據(jù)報(bào)道，大腦的這些區(qū)域在持續(xù)的全身溫度變化下也會(huì)失活，比如長(zhǎng)時(shí)間的升溫和冷卻過(guò)程中，大腦調(diào)控體溫的相關(guān)區(qū)域活化會(huì)失靈，體溫調(diào)控失靈，如體溫過(guò)熱會(huì)出現(xiàn)熱射病。

能夠解釋體溫變化的外部因素可能是全球變暖。目前，全球氣溫一直在升高，據(jù)世界氣象組織發(fā)布的數(shù)據(jù)，2018年全球平均溫度比1981～2010年平均值高出0.38℃，較工業(yè)化前（1850～1900年平均值）的水平高出約1.0℃；并且，2014-2018年是有完整氣象觀測(cè)記錄以來(lái)最暖的五個(gè)年份。

1850～2018年全球平均溫度距平（相對(duì)于1850～1900年平均值）（圖片來(lái)自：參考資料5）

中國(guó)是屬于異常偏暖最明顯的國(guó)家之一。1951-2018年間，中國(guó)年平均氣溫每10年升高0.24℃，升溫率明顯高于同期全球平均水平。不知道中國(guó)人的體溫變化是不是跟美國(guó)人的一致，正好過(guò)去的幾個(gè)月全國(guó)進(jìn)行了大范圍的測(cè)量體溫，有心的科研團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該已經(jīng)抓住機(jī)會(huì)，收集全國(guó)的數(shù)據(jù)，來(lái)看看中國(guó)人的體溫變化，看這個(gè)氣溫變化趨勢(shì)，說(shuō)不定，中國(guó)人的體溫比美國(guó)下降的還低呢。

1901～2018年中國(guó)和亞洲年平均氣溫距平 （相對(duì)于1981～2010年平均值）（圖片來(lái)自：參考資料5）

氣候變化引起體溫下降的可能機(jī)制是，外部氣溫的增加有可能幫助人體節(jié)省了一部分能量消耗，人體不再需要這么多的能量維持體溫了，基礎(chǔ)代謝也就隨之下降，體溫當(dāng)然也會(huì)跟著降。當(dāng)然，這只是猜測(cè)，還沒(méi)獲得驗(yàn)證。

除了氣溫的改變，人的生活環(huán)境實(shí)際上也在發(fā)生著劇變，特別是近一兩百年，隨著工業(yè)的發(fā)展，人類的生活習(xí)慣，生活環(huán)境也發(fā)生了巨大變化，比如空調(diào)的使用，居住條件的改變，衛(wèi)生條件的大幅提高等，都有可能影響體溫。

體溫調(diào)節(jié)還可能跟微生物有關(guān)系。人在受到病原體感染時(shí)會(huì)通過(guò)提高體溫來(lái)應(yīng)對(duì)感染，也就是我們說(shuō)的“發(fā)燒”。有科學(xué)家認(rèn)為，隨著衛(wèi)生、醫(yī)療和飲食條件的改善，現(xiàn)代人不會(huì)像過(guò)去一樣，容易染上各種炎癥疾病，自然也不用為了殺滅病原體而提高體溫。所以人類的體溫也跟著降低了。

然而，筆者認(rèn)為這個(gè)解釋并不合理，因?yàn)椋瑲⑺啦≡w的溫度并沒(méi)有改變，也沒(méi)有證據(jù)表明，現(xiàn)在的病原體可以耐受的溫度有所降低。隨著氣候變暖，病原體的耐溫能力應(yīng)該升高才對(duì)。

微生物和體溫的關(guān)系到底是什么呢？

腸道微生物的減少，加速人類體溫降低？

工業(yè)化進(jìn)程的加速，還導(dǎo)致了人體內(nèi)腸道微生物的變化。

抗生素的使用、衛(wèi)生設(shè)施的加強(qiáng)和醫(yī)療化生產(chǎn)等消滅致病菌的手段拯救了無(wú)數(shù)人的生命，也改變了人們的生活方式。天然食品比例的降低，加工食品比例升高的飲食方式，嬰兒配方奶粉、現(xiàn)代藥物和衛(wèi)生設(shè)施的使用等，都可以明顯的改變腸道菌群組成。

工業(yè)化對(duì)人體微生物的影響（圖片來(lái)源：KELLIE HOLOSKI/SCIENCE, 8）

腸道微生物已經(jīng)與人類共生了數(shù)百萬(wàn)年，經(jīng)歷了成千上萬(wàn)代的合作?，F(xiàn)在，相對(duì)于“傳統(tǒng)”菌群，“工業(yè)”菌群微生物多樣性更低，數(shù)量更少。

人類現(xiàn)在的生活方式，在幫助人抵抗病原菌的同時(shí)，也在傷害人本身的正常微生物。只使用5天環(huán)丙沙星就可以嚴(yán)重破壞腸道菌群，殺死大量細(xì)菌，而要想恢復(fù)到用藥前的水平，則需要幾周甚至幾個(gè)月，還不一定能完全恢復(fù)。

人們現(xiàn)在食用的幾乎都是無(wú)菌食品和水，這倒好了，一邊殺菌，一邊不給提供菌，這就減少了人體的菌群數(shù)量。有研究發(fā)現(xiàn)，尼泊爾人和非洲的哈扎人，這些年生活方式的變遷，飲用水和食物的改變，已經(jīng)導(dǎo)致腸道菌群組成顯著改變，干凈的食物和飲食干擾并加劇了某些細(xì)菌的消失。

上世紀(jì)九十年代，人們已經(jīng)注意到，如果把動(dòng)物體內(nèi)的微生物清除掉，動(dòng)物的體溫都會(huì)下降。比如，研究發(fā)現(xiàn)無(wú)菌動(dòng)物的體溫普遍比有菌時(shí)低大約2℃；如果用抗生素把兔子，老鼠和豬等動(dòng)物的腸道微生物給殺死，它們的體溫都會(huì)下降1-2℃。

無(wú)菌動(dòng)物的體溫更低（圖片來(lái)自：參考資料9）

無(wú)菌動(dòng)物體溫降低是被動(dòng)的。有很多動(dòng)物還可以主動(dòng)調(diào)節(jié)體溫，比如冬眠的動(dòng)物，在冬眠期間，它們的體溫會(huì)下降，同時(shí)代謝率會(huì)下降。有研究調(diào)查了松鼠，棕熊等冬眠動(dòng)物的體溫，同時(shí)檢測(cè)了它們的腸道菌群。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著體溫的降低，這些動(dòng)物的腸道微生物也會(huì)跟著改變：比如細(xì)菌多樣性降低，厚壁菌門(mén)以及沙門(mén)氏菌等致病菌相對(duì)豐度下降，而擬桿菌的數(shù)量增加。

與松鼠不同的是，冬眠的棕熊，腸道菌群中的Verrucomicrobia菌幾乎完全消失了。這可能是因?yàn)閂errucomicrobia菌（比如，著名的以腸道粘液為食的阿克曼氏菌）在低至20℃的溫度下就能生長(zhǎng)。也許，這些菌為了維護(hù)宿主健康，主動(dòng)退出了動(dòng)物腸道，它們?nèi)淌懿涣碎L(zhǎng)時(shí)間的冬眠。

冬眠動(dòng)物的微生物變化（圖片來(lái)自：參考資料6）

增加微生物，就能升高體溫？

在大約30年前，已經(jīng)有人做過(guò)實(shí)驗(yàn)，他們通過(guò)調(diào)控腸道微生物就能調(diào)控動(dòng)物的體溫。

他們分別給保持無(wú)菌狀態(tài)的小鼠接種了微生物，第一組接種了一億個(gè)大腸桿菌，第二組則是接種了處理后的腸道混合物。然后飼養(yǎng)幾周，測(cè)試它們的體溫。

結(jié)果，發(fā)現(xiàn)，接種大腸桿菌對(duì)體溫沒(méi)有明顯影響。而使用了腸道微生物則會(huì)導(dǎo)致體溫迅速升高（下圖1）。與無(wú)菌對(duì)照相比接種了腸道微生物的小鼠體溫升高了0.5℃（下圖2），而常規(guī)小鼠的平均溫度比無(wú)菌小鼠的平均溫度高0.4℃。也就是說(shuō)，接種腸道微生物就能把降低的體溫完全恢復(fù)過(guò)來(lái)。

接種腸道微生物可以升高體溫（圖片來(lái)自：參考資料10）

人類也是如此嗎？

這方面的研究還很少，也許通過(guò)提高微生物多樣性，增加某些微生物可以升高體溫，期待有興趣的研究人員能夠給我們證據(jù)。

不過(guò)，這方面也有一些潛在證據(jù)。比如，2019年，中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所的科學(xué)家們于《Cell report》發(fā)文，探究了腸道菌群在激活棕色脂肪中的作用。棕色脂肪具有很好的產(chǎn)熱能力，這種非顫抖性的生熱能提高體溫。

UCP11基因參與了體溫調(diào)節(jié)（圖片來(lái)自：參考資料7）

棕色脂肪是近年來(lái)肥胖研究中的“超級(jí)明星”。在嬰兒的肩胛骨處，有很大一塊棕色脂肪組織。它的工作是吸收營(yíng)養(yǎng)物燃燒能量，產(chǎn)熱以調(diào)節(jié)體溫。隨著嬰兒逐漸長(zhǎng)大，棕色脂肪則漸漸變小，成人體內(nèi)可能都消失了。

2009年，首次證明，成人還保留了一點(diǎn)棕色脂肪，尤其在頸部、鎖骨、腎臟和脊髓等部位，只是并不太活躍，當(dāng)身體變冷時(shí)就會(huì)被激活。大量研究證實(shí)，和瘦人、健康人相比，肥胖和糖尿病人群身上更難發(fā)現(xiàn)棕色脂肪。

棕色脂肪分布Labros Sidossis/Rutgers University（圖片來(lái)源：http://www.proteanservices.com/）

研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)他們給小鼠服用抗生素“除掉腸菌”后，小鼠的棕色脂肪會(huì)受到損傷，產(chǎn)熱能力下降。沒(méi)有了腸菌的小鼠，UCP1基因的表達(dá)就不能增加，白色脂肪褐變的水平也降低了。2018年，有研究表明，如果給小鼠口服灌胃常見(jiàn)細(xì)菌的代謝物丁酸鹽后，這種損害得到了部分逆轉(zhuǎn)：丁酸鹽顯著增強(qiáng)了抗生素處理小鼠的棕色脂肪水平，增加了能量消耗，并部分逆轉(zhuǎn)了由于微生物群耗盡而引起的產(chǎn)熱受損。

這說(shuō)明，調(diào)節(jié)腸道菌群提高體溫還是很有希望的，至少補(bǔ)充微生物代謝物丁酸鹽就已經(jīng)看到了趨勢(shì)，也許補(bǔ)充特定的微生物后，降低的體溫就能夠補(bǔ)回來(lái)。

一個(gè)體重70KG的人，

腸道微生物每小時(shí)可以產(chǎn)生70瓦熱量？

對(duì)用微生物來(lái)提高體溫這事，還真有人認(rèn)真探討過(guò)。以色列特拉維夫大學(xué)的Rosenberg, Eugene教授在2016年發(fā)表過(guò)一篇文章，在里面詳細(xì)探討了腸道微生物與體溫的關(guān)系。像所有細(xì)胞一樣，微生物只要活著就會(huì)產(chǎn)生熱量，并且它們轉(zhuǎn)化熱量的效率比動(dòng)物還要高。通常，微生物的熱量產(chǎn)生和生長(zhǎng)速率成反比：生長(zhǎng)越快，單位重量產(chǎn)生的熱量速率越低。

微生物究竟能產(chǎn)多少熱量呢？據(jù)報(bào)道，使用微熱量計(jì)測(cè)量以葡萄糖為底物的一種厭氧菌的生長(zhǎng)后，算出細(xì)菌的比熱產(chǎn)生速率為可以達(dá)到247毫瓦/克。花費(fèi)的時(shí)間約為4h，考慮到哺乳動(dòng)物腸道細(xì)菌的平均倍增時(shí)間為3h左右，因此，預(yù)計(jì)動(dòng)物體內(nèi)細(xì)菌的產(chǎn)熱量為168±11mW/g。

由于1W=0.24cal/sec，因此，腸道細(xì)菌估計(jì)平均產(chǎn)熱量為168mW/g，相當(dāng)于每g細(xì)菌0.0403cal/sec。人類結(jié)腸的常駐細(xì)菌的重量大約為300g干重（NIH人類微生物組計(jì)劃2012年估計(jì)值），這將產(chǎn)生約12cal/sec或43kcal/h的熱量。假設(shè)熱量散布在70公斤體重的人身上，并且沒(méi)有熱量散失，則腸道細(xì)菌會(huì)使這個(gè)人的體溫升高約1.0°C/h。相比之下，一個(gè)人在靜止時(shí)產(chǎn)生的總測(cè)得熱量約為1W/kg，對(duì)于一個(gè)普通人來(lái)說(shuō)也就是70W，相當(dāng)于60kcal/h。這幾乎占到了靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，人體約70％的體內(nèi)熱量。也就是說(shuō)理論狀態(tài)下，腸道細(xì)菌代謝產(chǎn)生的理論能量可以占到人體能量的這么多。

當(dāng)然，這只是理論推測(cè)，實(shí)際情況可能會(huì)有差異，不過(guò)，我們可以明確的是，對(duì)維持體溫這事，微生物似乎參與了不少工作。

通過(guò)腸道菌群調(diào)節(jié)體溫 非常有可能

人類體溫降低這事有可能對(duì)人類健康不利。人體分泌的各類酶最適反應(yīng)溫度大都是37℃，體溫的降低可能會(huì)降低人體代謝效率，增加能量攝入，還可能降低人體的免疫力，增加炎癥風(fēng)險(xiǎn)。有研究發(fā)現(xiàn)，節(jié)食會(huì)降低體溫，但同時(shí)降低了代謝率，增加了脂肪存儲(chǔ)，節(jié)食過(guò)后，反而不利于減肥。

目前，對(duì)于體溫降低對(duì)人體健康的影響的研究還很少，如果體溫降低確實(shí)影響了健康，那么調(diào)節(jié)腸道微生物把體溫升上去也就具有了重要意義。如何調(diào)節(jié)？下面有幾個(gè)小建議：

避免抗生素的濫用，它們會(huì)大幅度清除腸道微生物。

避免過(guò)潔的生活習(xí)慣，人體微生物種類和數(shù)量的減少可能會(huì)導(dǎo)致體溫降低。

補(bǔ)充多樣化的食物，因?yàn)槿梭w微生物的種類眾多，需要滿足它們的胃口就需要不同的食物。推薦每天食物種類超過(guò)12種，每周食物種類超過(guò)25種。

盡量避免超加工食物，這些食物的特征是已經(jīng)看不出是什么原料了，并且里面可能添加了大量的防腐劑，保鮮劑，調(diào)味劑，這些成分有可能傷害腸道微生物。

適當(dāng)攝入膳食纖維含量高的食物，膳食纖維是腸道微生物喜歡的食物。

多進(jìn)行戶外活動(dòng)，環(huán)境中有大量的微生物，這些微生物都有可能是人體微生物的成員。同時(shí)，環(huán)境中的溫度變化也有助于人體的溫度調(diào)節(jié)機(jī)制的正常。

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