沒有出生就沒有生命。出生是我們來到這個世界的那一刻,是我們第一次呼吸的那一刻,是我們見到父母的那一刻,也是父母見到我們的那一刻。這在我們的生命中只有一次。
出生遠不止是一個新人類的誕生,出生也是一個神經激素、機械、免疫、微生物、社會、心理、情感、文化和精神事件。無論怎樣,出生都是一個意義深遠的時刻。
大多數人沒有意識到的是,在分娩過程中實際上會發生兩件事。
首先是出生本身,這是一個新的人類來到了這個世界。作為父母,我們記得孩子出生的所有細節。對於大多數父母來說,孩子出生的記憶會持續一生。
那麼,在分娩過程中還會發生什麼呢?第二件事是什麼?這是我們大多數人在孩子出生時還不知道的事情,這件事情對於孩子未來的健康非常重要,了解這些知識可以幫助我們在分娩時做出正確的選擇。這第二件事是微觀的,肉眼看不見,它可能在決定一個孩子未來的健康方面發揮重要作用。事實上,這一事件可能已經決定了孩子未來的健康狀況,並增加了孩子一生中出現嚴重健康問題的風險。然而,我們在孩子出生的時候完全沒有注意到。
那麼,它到底是什麼呢?這個在分娩期間發生的第二個可能對孩子的一生健康產生影響的關鍵事件就是嬰兒腸道微生物的定植。這是「菌」脈傳承的過程。
其它因素,比如基因、母親的健康和飲食以及嬰兒的餵養方式,也可能在嬰兒腸道菌群的建立中發揮作用,但是最新研究表明,我們出生的方式可能起著決定性作用。我們來到這個世界的方式會極大地影響腸道菌群的組成和多樣性。至關重要的是,它會極大地影響我們隨後的免疫和代謝系統的發育,從嬰兒期開始貫穿整個生命。換句話說,出生時發生的事件會影響我們的一生。
嬰兒在懷孕期間可能會接觸到少量微生物。事實上,一些來自子宮、胎盤或羊膜囊的微生物甚至能在嬰兒出生前到達其腸道,然而更多的微生物在分娩過程中到達。作為人類,我們經過了長期的進化,確保首先在腸道中定植的是一些特定的細菌物種,它們將成為我們腸道的常駐菌,並伴隨我們一生。
懷孕期間會發生什麼?母親的菌群如何為分娩做準備?
胎兒在一個近乎無菌的環境中發育。最近的研究表明,它並不是完全無菌的,嬰兒在子宮裡的時候可能會接觸到一些細菌。科學家們已經發現,在母親子宮、胎盤、羊水中,甚至在胎兒發育中的腸道中都可能存在小量的細菌。
科學家們發現,至少有三分之一的孕婦的胎盤中存在細菌。研究表明,胎盤中細菌的存在可能與母親懷孕早期的感染有關,比如妊娠早期的尿道感染。胎盤中細菌的存在與早產也有聯繫。
研究還表明,如果胎盤中存在細菌,那麼胎盤中的細菌似乎與口腔中的細菌相似。換句話說,母體口腔菌群和胎盤菌群之間可能存在聯繫。但是,來自母親口腔的細菌是如何進入胎盤的呢?目前還沒有明確的答案,科學家認為細菌有可能從母親的口腔進入她的血液,最終進入胎盤。或者可能是某些細菌從母親的陰道進入了子宮。
總之,至少在一些孕婦中,胎兒可能在子宮內接觸到微生物。這可能意味著胎兒腸道菌群的少量產前定植髮生在懷孕期間。因此,母親在懷孕期間的飲食、生活方式甚至她的口腔衛生,可能在嬰兒出生前就會影響嬰兒的腸道菌群。
無論產前接觸細菌的程度如何,嬰兒腸道菌群的主要定植活動都發生在出生時的狹窄窗口期。這一主要的定植事件發生在分娩前後,這期間大量細菌進入嬰兒腸道以建立嬰兒的腸道菌群。
在分娩前的幾個月裡,孕婦的整個菌群都在發生變化,為分娩過程中將發生的微生物母嬰傳遞做準備。最大的變化發生在母親的陰道菌群和腸道菌群中,因為這些微生物將在陰道分娩時向新生兒的垂直傳播中發揮重要作用。所以,嬰兒腸道菌群的發育,母親很重要,這也算是母親給孩子準備的第一份大禮。
那麼,母親在懷孕過程中微生物群落是如何變化的呢?在陰道裡,尤其是在妊娠晚期,乳酸桿菌的數量會急劇增加,這種細菌最終將會在嬰兒身上定植。乳酸桿菌是我們熟知的好細菌,酸奶和其它發酵食品中都含有它們,我們的口腔、胃腸道和陰道中也有。
乳酸桿菌能夠將乳糖和其它糖轉化為乳酸,有助於提供能量。乳糖是母乳中主要的碳水化合物,與乳酸桿菌有很強的聯繫。如果乳酸桿菌遇到母乳,它們會分解母乳中的乳糖,為嬰兒提供能量。這可能也是為什麼母親的陰道菌群在懷孕後期會發生變化而擁有更多的乳酸桿菌的原因。這是一種完美的進化適應為出生和隨後的哺乳做準備。
孕婦陰道菌群的變化不僅僅是表現為乳酸桿菌的數量增加,微生物物種的多樣性實際上也減少了。母親陰道內乳酸桿菌的大量增加,會將其它細菌物種排擠出去,從而減少陰道細菌的整體多樣性。
妊娠晚期,陰道中大量的乳酸桿菌幫助保持低pH值,從而限制細菌多樣性,不僅可以防止細菌從陰道上升進入子宮,導致感染羊水、胎盤甚至胎兒,還有助於嬰兒在出生時腸道定植更多的有益細菌。
嬰兒出生時,母親陰道內的乳酸桿菌算是在嬰兒腸道播下的「種子」;而哺乳時,母乳就是乳酸桿菌的「肥料」,這種相互合作堪稱完美。以後我們還將詳細討論,在這裡,我只想說,當談到出生和哺乳時,乳酸桿菌是我們需要記住的細菌物種之一。
在懷孕期間,母親的新陳代謝也在發生變化,因為她懷著一個正在成長的寶寶,她需要更多的能量。最新的科學研究表明,孕婦腸道菌群的變化可能在其中發揮作用。懷孕期間,母親的腸道菌群會變得與肥胖和代謝症候群患者類似,從而幫助母親從食物中攝取更多的能量和營養並產生更多的能量,滿足自己和胎兒的營養需求。
在陰道分娩過程中,嬰兒也很可能會接觸到母親的糞便物質。糞便物質中含有母親的許多腸道微生物,其中可能包括另一種重要的有益細菌,那就是雙歧桿菌。在分娩過程中接觸母親的糞便物質很可能是件好事。在能量釋放方面,這可能讓新生兒能夠迅速獲得一些具有較高的能量產生能力的細菌,從而可能可以幫助嬰兒在生命中關鍵的最初幾個小時裡增加能量。
在母親的子宮裡呆了幾個月之後,你可以想像,對於一個新生兒來說,出生後的最初幾個小時是相當消耗能量的。嬰兒有時不得不爬上母親的腹部和胸部尋找乳頭,然後迅速掌握如何抓住、吮吸和吞咽。我們在形容一個人比較費力時大多會用「吃奶的勁都使出來了」,可以想像,吃奶對於剛出生的寶寶來說是挺耗費能量的。
除此之外,對寶寶來說還有很多令人難以置信的新體驗需要接受和適應,還有大量的新氣味、新視覺、新聲音、新口味和新觸覺。那些具有較高的能量產生能力的微生物對於新生兒來說是非常有用的。
關於母親在懷孕期間的菌群變化的原因和方式,還有很多疑問。妊娠期間陰道和腸道菌群的這種變化可能是一種適應性反應的一部分,目的就是為了保護和促進胎兒的健康,並為新生兒在出生時提供更多的有益微生物,以面對隨之而來的各種環境微生物的暴露。
母親在懷孕期間所有這些微小的變化可能都是有意為之,是千百年來各種進化適應的結果。這些變化可能會在特定的時間以特定的方式發生,讓母親的身體做好充分的準備,在合適的時間將合適類型的微生物傳遞給寶寶。這種微生物的變化會形成一種適當的微生物組合,就如同母親給嬰兒精心調製的一杯「雞尾酒」,當一切準備就緒,就等待著重要時刻的到來,將微生物「雞尾酒」轉移寶寶身上。
總之,母親應該在懷孕期間確保菌群處於理想狀態,隨時準備轉移給嬰兒,這將是母親為迎接孩子出生準備的一份大禮,可能關係到孩子未來一生的健康。準媽媽在懷孕期間應該特別關注自己的飲食和生活方式,以便為分娩做最好的準備;也許還需要特別注意的是懷孕期間抗生素等藥物的使用,因為這可能會顯著影響母親的腸道菌群,進而可能影響嬰兒出生時的菌群定植。
嬰兒出生時,微生物是如何「播種」的?
在回答這一問題以前,我們首先解釋一下自然分娩的生理學。現在我們仍然不完全了解觸發足月嬰兒自然分娩的確切過程,但是認為這與子宮中胎兒的成熟以及母親和嬰兒之間激素和身體變化的相互作用有關。
從懷孕中期開始,孕婦可能會感覺到輕微的宮縮。這些通常是不頻繁、不規則、不可預測的收縮,持續不到一分鐘。如果女性改變活動或姿勢,比如從走路到坐著不動,它們就會停止。這種宮縮加上子宮頸變得越來越短和越來越有彈性以及激素水平的變化,可能使子宮頸成熟,為分娩做好準備。
在懷孕末期,也就是在38-42周之間,準媽媽可能會經歷一些略強的宮縮,這就是產前宮縮。產前宮縮可能在妊娠晚期有節奏地出現,可能每10分鐘或20分鐘一次。對一些女性來說,大約在這個時候,有助於維持妊娠期接近無菌環境的粘液栓從子宮頸部脫落。
在某種程度上,宮縮可能開始變得更強烈,持續時間更長,強度更大,更頻繁,也更痛苦。一旦在十分鐘內出現三到四次宮縮,而且宮縮強度大且規律,那意味著進入活躍分娩階段,嬰兒即將開始從子宮到外部世界的史詩般的旅程。
在整個分娩過程中,母親會釋放一些自然產生的激素,其中一種激素就是催產素,也就是所謂的「愛情荷爾蒙」,它能刺激更強烈的宮縮,迫使嬰兒衝向子宮頸,軟化並擴大子宮頸,使之張開到直徑約10釐米。一旦孕婦的子宮頸完全擴張,嬰兒就會通過它進入產道,最終到達陰道的開口。這是分娩過程中最痛苦和緊張的階段。
通常在分娩的某個時候,孕婦的羊水會破裂。當羊膜囊破裂時,這種情況就會發生,而羊膜囊是嬰兒在子宮中賴以生存的液體避風港。在分娩開始前,羊水也可能偶爾會破裂。不過,大多數時候,羊水會在分娩的第一階段破水,這時宮縮開始加劇,羊膜囊會破裂,或者在第二階段,胎兒進入產道的時候破水。罕見的情況是,嬰兒出生時羊膜囊完好無損,這就是羊膜囊內分娩。有沒有想到點什麼,神話故事裡哪吒的出生就是這樣,所以這樣出生的寶寶有時候也叫做「哪吒寶寶」。
羊水破水的那一刻也是嬰兒菌群「播種」的關鍵時刻。一旦羊膜破裂,嬰兒就會突然暴露在大量的細菌中。在產道中,沒有了羊膜囊的保護,嬰兒就會被母親的陰道微生物覆蓋,新生兒的皮膚就像海綿一樣吸收著這些微生物。這些微生物會進入嬰兒的眼睛、耳朵和鼻子,然後進入嬰兒的嘴巴。這是嬰兒第一次進入細菌的世界,我們所生活的世界。這些細菌也將構成嬰兒的基礎菌群。
一些進入嬰兒口腔的微生物會停留在嬰兒的口腔裡,尤其是乳酸桿菌。當嬰兒開始母乳餵養時,這些細菌將被證明是至關重要的。然而,並不是所有的陰道微生物都停留在口腔裡,嬰兒會吞下一些,包括乳酸桿菌,將母親的陰道微生物運送到嬰兒的胃腸道。在這裡,它們開始形成嬰兒自己的腸道菌群。
前面我們說過,母親在懷孕期間的陰道菌群會變成由大量的乳酸桿菌組成,它們有助於嬰兒從母乳中的乳糖中攝取能量。因此,作為腸道中的定植的首批細菌物種,乳酸桿菌已經準備就緒,等待著母乳的到來。不僅如此,乳酸桿菌還有另一種特殊的武器,這些細菌也有自己的抗菌素,可以抑制其它可能更危險的競爭對手細菌在新生兒的腸道中定植。最後一件讓人驚奇的事情是,首批到達嬰兒腸道的這些細菌還可以幫助訓練新生兒的免疫系統。
這整個過程是多麼完美而巧妙的設計啊:首先,微生物在嬰兒的腸道中定居;第二,它們消化母乳中的乳糖來產生能量;第三,它們在防止有害病原體進入嬰兒腸道;最後,它們幫助啟動免疫系統的訓練。
我們再回到嬰兒通過產道的史詩般的旅程。在產道裡,嬰兒會被擠壓。這種壓力會釋放出大量的激素並幫助嬰兒清空肺部,為出生做好準備。一旦嬰兒通過了骨盆的主要骨骼,就到了真正出生的時刻。嬰兒從母親的恥骨下鑽出來,然後我們可以從外面看到嬰兒的頭頂。在陰道分娩過程中,隨著進一步的宮縮和擠壓的反射,嬰兒的頭和第一個肩膀會掙脫出來。一旦第二個肩膀出來,嬰兒的其餘部分就出來了,嬰兒就這樣出生了。
嬰兒暴露在母體陰道微生物中的時間長短取決於羊膜囊何時裂開以及從這一刻起嬰兒在產道裡停留的時間。從嬰兒出生來到外面的世界開始,他們會接觸到更多的微生物,從空氣中,從接觸到嬰兒的一切人和事物中,嬰兒會被觸摸,被親吻,這都會讓嬰兒接觸到微生物。
如果在分娩過程中羊水破裂,湧出的羊水可能會將陰道分泌液擴散開來,到處都是微生物,甚至可能覆蓋在母親的大腿內側和腹部。在出生時,嬰兒如果接觸到母親的大腿或腹部,乳酸桿菌和其它陰道微生物會立即滲入嬰兒的皮膚,幫助嬰兒皮膚菌群的定植。
分娩過程中,嬰兒也可能接觸到母親的糞便物質,其中包括雙歧桿菌,這些有益細菌也可能被吞下,加入到剛剛開始的嬰兒腸道微生物定植「派對」中。與乳酸桿菌一樣,雙歧桿菌不僅有助於分解母乳中未消化的糖分,它們也會附著在嬰兒腸道內壁上,它們的存在同樣可以抑制病原體的生長,還可能在免疫系統的發育中發揮作用。
無數不同來源的微生物在極短的時間內到達新生兒體內,並迅速繁殖,在嬰兒身體上定居下來。這是一生只有一次的事件。嬰兒出生時發生的這一微觀事件將為嬰兒的終生健康和免疫打下基礎。分娩應該被視為決定孩子一生健康的最關鍵時刻。
「胎兒規劃假說」(fetal programming hypothesis)認為,胎兒在子宮的環境和早期生活受到母親營養的影響,可以決定胎兒未來的健康;而「衛生假說」(hygiene hypothesis)認為,早期接觸微生物對長期健康有益。大量研究表明,在農場長大有助於防止兒童過敏。那麼,城市的孩子患上過敏性疾病的風險增加了,也許因為他們「太乾淨」了,他們可能不會像那些在農村出生和長大的孩子一樣接觸到相同的微生物。
嬰兒從出生開始,在正確的時間接觸到正確的微生物,就能達到人類一生中最健康的狀態。我們就應該這樣,這需要在生命早期發生,這樣免疫系統才能有效成熟。如果我們在出生時錯過了這一微觀事件,我們就失去了免疫系統的部分訓練過程。免疫系統沒有經過合適的訓練,它們就可能攻擊一些對我們無害的東西造成過敏,或者錯誤地攻擊自身的組織導致自身免疫性疾病。
嬰兒早期接觸到的微生物在嬰兒的代謝系統中也具有重要作用。這些微生物在分解食物和保護我們免受環境毒物的傷害方面也非常重要。如果沒有它們,我們可能就得不到我們所需要的一些營養,因為它們沒有被分解成身體可以利用的副產物;當我們與外界環境相互作用時,我們也可能無法獲得微生物所提供的保護作用。
嬰兒通過陰道分娩所獲得的全套微生物幫助嬰兒成為一個完整的超級生物體,康奈爾大學的Rodney R. Dietert教授也因此開創性的提出了「完整自我假說」(completed self hypothesis),這是對「胎兒規劃假說」和「衛生假說」的借鑑和擴展。陰道分娩時對嬰兒菌群的最佳「播種」可以幫助一個人成為他們應該成為的人,擁有他們應該擁有的正確微生物。剖宮產出生的嬰兒是「不完整的」,它們可能無法獲得在出生時的狹小窗口期內本該獲得的全部微生物。有研究人員甚至認為,那些在出生時沒有進行最佳微生物群「播種」的嬰兒,在功能上相當於「出生缺陷」。
嬰兒出生後的菌群是如何發育的?
陰道分娩時進入嬰兒腸道的第一批微生物通常來自母親的產道,因此可能含有大量的乳酸桿菌。說得更專業一點,這些第一批到達的微生物是「兼性厭氧」的,這意味著它們可以在有氧或無氧的情況下生長。這些兼性厭氧微生物耗盡了嬰兒腸道中的所有氧氣,從而為「專性厭氧菌」的定植鋪平了道路並創造了理想的環境。專性厭氧菌只在沒有氧氣的情況下生長,例如雙歧桿菌、擬桿菌和梭狀芽胞桿菌等。雙歧桿菌會消化母乳中無法消化的糖,迅速生長和定植,從而使有害病原體難以紮根。所有這一切可能意味著細菌可能會以一定的順序進入嬰兒的腸道。陰道分娩時,乳酸桿菌可能首先到達並定植,它們耗盡所有的氧氣,使雙歧桿菌等嚴格厭氧菌得以繁衍和定植。
雙歧桿菌是一個超級明星,它們來自母親的腸道菌群和母乳。它們繁殖迅速,最終成為新生兒腸道中的優勢物種,將有害病原體排除在外。雙歧桿菌既可以直接附著在腸壁上,也可以被困在腸壁的黏膜層中。然後,在接下來的幾天、幾周、幾個月裡,其它細菌陸續到達並繼續定植過程。
在嬰兒出生後最初2-3年裡,嬰兒體內的微生物是不斷變化的,通常在2-3歲時達到穩定,其組成和多樣性都接近成人的水平,達到一個健康平衡狀態。嬰兒的腸道菌群一旦建立,大約60-70%的腸道微生物從兒童到老年都保持穩定。剩下的30-40%可能由於飲食或生活方式、壓力水平和運動、細菌感染、抗生素使用或手術等因素的影響而發生改變。
實際上,似乎在三歲的時候,我們就有了一個基礎的健康狀態。因此,儘管在一個人一生中的大部分時間裡,由於環境或生活方式等因素的影響,微生物群落可能發生變化,但是從根本上講,它仍有可能恢復到其基礎狀態的60-70%,直到我們六十多歲。這個時候,衰老可能會引起我們生理上的變化,再加上飲食和生活方式的改變以及藥物使用的增加,我們的微生物群落也可能進入一個波動期,它變得更不穩定,也不那麼多樣化。
為了有一個功能完美的微生物群落,微生物接觸的關鍵時期是在微生物群落穩定之前的生命早期,這也是免疫系統發育的關鍵時期。嬰兒腸道菌群的發育是一個循序漸進的過程,一開始只有幾個細菌物種,然後隨著時間的推移,它們逐漸變得與成人相似。在這段時間裡,微生物也幫助訓練著我們免疫系統的發育。
當然,生命早期也是孩子認知、社交和身體發育的關鍵時期。一個人的健康是有發育周期的,無論是我們的生長、代謝、免疫還是認知,其發育都是逐步進行的。微生物是這個發育過程的一部分,我們的健康發育離不開微生物,這些都是精心安排好的。當我們與微生物一起發育成熟時,這就很正常,很健康;然而,這一過程如果受到幹擾,則可能對健康造成持續一生的影響。
下面,我們對今天的內容做一個簡單的總結:
如果說分娩過程是一個「播種」過程,給嬰兒播下了微生物的種子,那麼,哺乳過程無疑就是一個「施肥」的過程,母乳正是這些微生物最好的「肥料」。哺乳過程所發生的微觀事件是分娩過程的一個完美補充。接下來我們也將對這一過程繼續探討,敬請關注!
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