Oh My God！肠道菌群还能调节体温？
你的耐寒性很低吗？在冬天时，你每次出去的时候是不是都觉得很冷，只想尽快回家洗个热水澡？如果我说这些可能和你的肠道菌群有关，你相信吗？
毫无疑问，你可能知道肠道菌群影响我们的代谢，影响我们的消化，影响我们的免疫系统，甚至影响我们的大脑功能。但是，你可能不知道肠道菌群也可能影响看似与肠道毫无关系的许多其它方面，比如体温调节。举个例子：你可能曾经注意到，当你的肠道菌群不能正常工作，比如在疾病或食物中毒等等的时候，你身体的耐寒性也会显著降低；这时，当你都到外面，你会比平时明显觉得冷，除非天气晴朗而且非常暖和，此时你身体的“内部供暖系统”的工作也会发生紊乱。但是一直以来，关于肠道细菌和宿主体温调节之间存在联系，并没有多少具体的科学证据予以支持。2015年12月一项发表在《Cell》杂志的研究证实肠道菌群在调节体温的过程中也发挥着关键的作用。
体温调节是指在体内、外环境温度的刺激下，机体调整自身的产热和散热过程，使体温保持在相对恒定的水平。所有动物都需要感知外界温度，躲避对身体有害的过热或过冷气候，调节自身体温，维持内环境的稳定。保持体温的恒定对于恒温动物非常的重要。
寒冷刺激可以改变肠道菌群的组成
研究人员将一些小鼠分别放进两个封闭的环境中饲养，一组环境温度保持在22℃，另一组接受寒冷刺激，在6℃的环境下进行饲养。短期的寒冷刺激会导致小鼠能量消耗增加，抑制体重和白色脂肪量的增加。为了调查在寒冷刺激下食物消耗和能量摄取的重要性，研究人员在接受寒冷刺激的最初8小时内限制其食物的获取或者在饮水中添加广谱抗生素杀灭肠道微生物，因为杀灭肠道微生物可以降低从食物中的能量摄取。研究发现，在接受寒冷刺激时，与自由采食的小鼠相比，限制饮食会导致小鼠体温下降以及血糖和体重降低。同时，研究也发现使用广谱抗生素杀灭肠道微生物，即使是保证足够的饮食，也会降低小鼠对寒冷的耐受性，降低血糖。这说明在寒冷刺激时能量的摄取对于维持体温至关重要，而且肠道微生物参与调控这一过程。
接下来，研究人员对其肠道菌群进行了分析，发现当把小鼠从温暖的环境转移到寒冷的环境后，小鼠的肠道菌群组成会发生明显的改变，硬壁菌门的细菌数量显著增加，而拟杆菌门的细菌数量则明显减少，硬壁菌门和拟杆菌门是肠道中的两个主要的细菌门。疣微菌门的细菌在接受寒冷刺激后几乎完全消失。
寒冷环境生长的小鼠的肠道菌群增加能量摄取和胰岛素敏感性
在低温环境下，小鼠可以消耗葡萄糖以维持体温。同时，胰岛素会刺激细胞代谢葡萄糖，那么小鼠对胰岛素越敏感，则细胞代谢的葡萄糖越多，产生的热量也就越多。研究发现，在寒冷环境下生长的小鼠比其它小鼠营养吸收的效率提升了50%，而在室温内生长的小鼠在代谢过程和消化过程方面并没有什么改变；同样，暴露于寒冷环境下的小鼠对胰岛素的敏感性上升40%，而室温下的小鼠也没有变化。这表明寒冷环境中小鼠不但从食物当中获得更多的营养，而且它们的代谢效率更高，因而产生大量的热以维持体温。
为了检测是否是由于肠道细菌的改变导致了这些变化，研究人员将在寒冷条件下生长和在温暖环境中生长的小鼠的肠道菌群移植到无菌小鼠，发现接受寒冷条件下生长小鼠的肠道菌群的无菌小鼠胰岛素敏感性也明显增加，而接受温暖环境生长小鼠的肠道菌群的无菌小鼠的胰岛素敏感性没有明显变化。这说明寒冷刺激导致的肠道菌群的改变能够增加胰岛素敏感性，以代谢葡萄糖产生更多的热量来维持体温。
寒冷环境生长的小鼠的肠道菌群增加肠道吸收表面积
暴露于寒冷环境的小鼠能够适应寒冷的温度，在于它们能够更好的从食物中获取能量，一部分是由于它们的肠道吸收表面积增加导致的。研究人员仔细分析了肠道的解剖学结构和形态学，发现寒冷环境生长的小鼠小肠的长度和重量都明显增加，小肠的周长和小肠绒毛的长度也明显增加，从而增加肠道吸收的表面积。肠道上皮通过位于隐窝的干细胞分化和位于小肠绒毛顶端的细胞凋亡在不断的进行自我更新，当顶端的细胞凋亡减少时，小肠绒毛也就变长了，研究发现寒冷环境生长的小鼠小肠上皮的细胞凋亡明显降低。
将寒冷环境生长的小鼠的肠道菌群移植到无菌小鼠中后，无菌小鼠表现出与暴露于寒冷环境的小鼠相似的生理变化，小肠、小肠绒毛和微绒毛的长度也明显增加，同时也观察到细胞凋亡的减少。说明寒冷刺激下，肠道菌群的改变就足以诱导肠道结构和形态的改变，从而增加肠道吸收表面积，促进能量的获取。
寒冷环境生长的小鼠的肠道菌群促进白色脂肪组织的褐变
哺乳动物体内脂肪组织主要分为白色脂肪组织和褐色脂肪组织，其中白色脂肪组织主要通过甘油三酯的形式存储能量，而褐色脂肪组织则是一种非常特化的产热器官，它能够通过线粒体内膜上的解偶联蛋白-1将脂肪酸氧化与ATP产生解偶联，把能量直接以热的形式散发出来。研究发现，长期暴露于寒冷的环境可以使白色脂肪组织向褐色转变，这一过程叫做白色脂肪组织褐变，通过增加产热来应对寒冷环境的胁迫，调节体温。
将寒冷环境生长的小鼠的肠道菌群移植到无菌小鼠也足以促进小鼠的白色脂肪组织开始转变为产热的褐色脂肪组织，即白色脂肪组织的褐变。简单的说就是，这些小鼠也开始适应于寒冷的温度，尽管它们并没有暴露于寒冷环境之中。
总之，寒冷的环境会导致小鼠肠道菌群的改变，肠道菌群的改变能够促进小鼠能量的获取、增加胰岛素敏感性、增加肠道吸收表面积、促进白色脂肪组织的褐变，从而应对寒冷的胁迫，调节体温。显然，我们还需要对人类进行研究，以确认在人类中是否有与本研究在小鼠中发现的类似的反应。话虽如此，在我看来毫无疑问，肠道微生物在调节体温的过程中起着关键的作用。肠道菌群失衡的人与健康人相比其耐寒性会显著下降，因为他们的肠道菌群缺乏这种适应潜力，他们的肠道生理功能也发生紊乱。