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年终,让我们严肃地谈些“屁”事

年尾了,小氘在想写什么好呢,突然想到,不如写写人的末尾吧。所以,2016年最后的这篇文章,我们来严肃地谈些“屁”事吧。真的是谈身体中后偏下部产生的气体哦。


平时我们说到屁,要么是为了好玩,要么会觉得尴尬。怎样都好,千万别忽视它,因为屁与健康息息相关。

图片来源:电影《大话西游》


可以燃烧的屁!


屁里含有氢气、甲烷等易燃气体,真的可以燃烧。安全提示:下图属危险动作,请勿模仿!!

图片来源:电影Dumb and Dumber


说出来你可能不信,屁其实还蛮危险的。“有味道”、“辣眼睛”当然也是一种危险,但它的爆炸力可能更惊人。要知道我们每天吃下去的碳水化合物中,不能被小肠消化的部分,比如纤维,能产生13升易燃易爆的氢气!简直是行走的炸药包有木有。


不过请放心,我们不会真的每天排出13升氢气,那么氢气去哪了呢?我们的结肠里住着约2公斤重的微生物,它们每天会发酵约40 g复杂碳水化合物,而每克碳水化合物能产生0.33升氢气。这样算下来这些微生物一天确实能产生13升氢气。但肠道微生物其实是个高效的物质转化工厂,这些氢气也是它们继续制造其他化学物质的原料。例如,有些细菌可以用氢气和硫酸根合成硫化氢,这是一种有毒、臭鸡蛋味儿且易燃的气体。古生菌可以用4分子氢气和1分子二氧化碳合成1分子的甲烷和2分子的水。

还好这些肠道细菌都喜欢吃氢气。图片来源:Biomedical Imaging Unit, Southampton General Hospital / Science Photo Library


在这一系列化学反应之后,屁的成分变成了什么呢?


从肠道排出的气体大部分是不臭的,有四分之一就是呼吸进来的氧气和氮气。另外四分之三是二氧化碳、氢气和甲烷。产生臭味的分子,如硫化氢、甲硫醇、二甲基硫醚,在屁中的含量只有50 ppm(质量百万分之一)。最先系统研究屁的成分的是美国胃肠病学家Michael Levitt。自1970年代开始,Levitt就用在直肠中插导管的方式分析屁的组成。经过亲身体验,Levitt认为这种研究方法还蛮痛苦的(“亲…身…体…验…”……大写的服!)。


不是所有人的肠道菌群都能产生甲烷。1998年,Levitt收集了6女10男的屁,发现他们排出气体的量在106毫升到1657毫升之间,其中只有4人的屁中检出了甲烷。

屁的主要成分(人类)


人一天放多少次屁是正常的呢?


这应该是个因人而异的问题,不过1998年澳大利亚新南威尔士大学(University of New South Wales)的科学家还真研究过这个问题。他们追踪了60名男性和60名女性,发现男性每天放屁次数在2-53次间,平均12.7次;女性每天放屁1-32次之间,平均7.1次。高纤维和豆类食品会增加放屁的次数。这个倒是跟人家的日常生活经验吻合。要不要悄悄给自己计个数?


屁竟能反映健康问题?


英国西英格兰大学(University of the West of England)的Ben de Lacy Costello表示,肠易激综合征(IBS)和其他肠道疾病与肠道菌群失衡密切相关,能够反映在屁中氢气和甲烷的含量上。甲烷可能会导致便秘,因为它似乎能够抑制肠道肌肉收缩,也就是常说的肠道蠕动。硫化氢也会阻止肠道蠕动,还与炎性肠病(IBD)和结肠癌有关。不过这个领域的老前辈Levitt对这些结论表示怀疑,他认为有些人就是不明所以地会产生很多氢气和甲烷,并不能与肠病挂钩。


因此,为了严谨起见,De Lacy Costello和同事转而去研究了粪便释放的微量气体。他们把粪便和培养基混合,用容器封闭,维持合适的温度,尽量模拟肠道中的环境。用微型泵将产生的气体抽出,并用气相色谱-质谱联用仪分析气体成分。他们发现了297种分子,包括挥发性硫化物,及吲哚、甲基吲哚(粪臭素)。也有一些味道宜人的分子,如蒎烯和柠檬烯。健康人和溃疡性结肠炎、空肠弯曲菌感染、腹泻病人的分子含量有所不同。

De Lacy Costell分析粪便挥发气体的装置。图片来源:Ben De Lacy Costello


2014年的另一项研究用更便宜、轻便的金属氧化物半导体检测器代替了质谱仪。整个系统变小了很多。这套设备能够将肠易激综合征患者和炎性肠病患者区分开,准确率达到76%。De Lacy Costello团队目前正努力研发一款“电子鼻子”,给结肠癌提供早期预警。


De Lacy Costello相信将来医生可以通过检查身体的排泄物,如屁、粪便、汗液或呼气来诊断疾病。Levitt老先生则继续唱反调,他觉得要想准确地用屁来诊断,就要用直肠管,不然的话很容易受到空气中痕量物质的干扰。但直肠管太痛苦了,大家都不愿使用。


最后回答一个很多人关心的问题,怎么才能少放屁?少吃含纤维食品可以减少肠道气体的产生。但纤维食品对人的健康很重要,它能降低结肠癌、痔疮、憩室的风险。燕麦和果蔬里的可溶性纤维能够促进肠道中益生菌的生长。肠道细菌生产出短链脂肪酸,能够降低血液中的胆固醇和血糖水平。Levitt曾经做过非常匪夷所思的实验,他让受试者每天吃定量的活性炭,结果发现活性炭并不能减少放屁的次数或改善气味。而且屁乃腹中之气,岂有不放之理,你不放它,它就不会放过你,游来游去,憋坏身体。


所以,为了健康考虑,在不是特别必要的时候,还是有屁就放吧。


参考文献:

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3. Clin. Invest., 1992, 89, 1304, (DOI: 10.1016/0016-5085(92)90790-6)

4. Am. J. Physiol., 1997, 272, G1028

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6. FASEB J., 2007, 21, 1675 (DOI: 10.1096/fj.06-6927com)

7. J. Breath Res., 2014, 8, 026001 (DOI: 10.1088/1752-7155/8/2/026001)

8. Nutr. J., 2011, 10, 128 (DOI: 10.1186/1475-2891-10-128)

9. Am. J. Gastroenterol., 1999, 94, 208 (DOI: 10.1111/j.1572-0241.1999.00798.x)


本文编译自:

https://www.chemistryworld.com/feature/explainer-the-chemistry-of-farts/2500168.article


(本文由氘氘斋供稿)


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