威尼斯官方网站自家以为你必要掌握下,大的事儿

(害死好多猫/译)放屁这件小事,在生活中太常见了,以至于我们很多人都忽略了它——当然,是在它没臭味的时候。

-ology是一个特别科学的词根,简单说就是“……学”的意思。比如musicology就是研究音乐(music)的“音乐学”。类似的还有很多,methodology,sexology……

最近,英国一个负责任的护士,提出了一个“屁”大的问题:放的屁中有细菌吗?因为她在手术室没忍住悄悄放了一个屁,因为手术室需要无菌环境,这是为了避免细菌跑进开膛破肚的病人身体里捣乱。所以她要搞清楚,她的屁会不会造成污染,会不会给病人造成危害。

有本畅销书,叫《Fartology》,故名思议,就是一本研究屁的科学的书。不知道这个本书的作者是不是真的是一位“Fartologist”。不过,真的有一大波科学家,在认真研究着生活中我们每天都接触,但是其实不太了解的……屁(的科学)。

红外相机拍摄的放屁过程。视频来源:discovermagazine.com

威尼斯官方网站 1预警:这是一篇有味道的文章。图片来源:123rf.com.cn正版图库

她求助了英国的卡尔·克鲁泽尼基(Karl
Kruszelnicki)医生。卡尔医生和堪培拉的微生物学家卢克·坦南特(Luke
Tennent)一起设计了一个简单的实验来分析这个问题。实验是这样的:卡尔和卢克找了一个他们的同事,让其在穿裤子和脱裤子两种情况下,分别对着培养皿放屁。为了尽可能的收集排出的气体,这位同事的屁屁和培养皿的距离只有5厘米。然后两位研究者把这些被屁喷过的培养皿放起来过夜培养。

我们每天到底产生多少屁呢?

在人类的大肠里,生活着可能多达2千克的微生物。每天,在我们的肠道里,这些微生物可以发酵大约40g的碳水化合物,产生大约13升的气体\[1\]。但是实际上从我们肠道出来的气体并没有这么多,一方面是因为肠道微生物的数量是在变化的,所以它们不能稳定的产生这么多气体;另一方面是因为,通过发酵产生的氢气,可能在被排除体外之前已经被其他微生物利用,变成了其他的化合物了\[1\]

威尼斯官方网站,结果第二天,他们发现被脱裤子放的屁喷过的培养皿长出了两种不同的细菌,分别是人体肠道内和皮肤上常见的细菌;而被隔着裤子的屁喷过的培养皿没有长出任何东西。所以他们猜测是裤子起到了过滤的作用。两位研究者认为,肠道细菌应该是放屁时随着气体流动从体内带来的;而皮肤细菌可能是放屁时产生的风,把附近皮肤上的细菌吹到了培养皿上。

屁是什么组成的, 每种成分是多少呢?

研究屁组成成分的学科,也被科学家自己戏称为屁组学!其实屁的组份对于每一个人来说是非常不一样的,因为我们每个人每天的饮食和肠道微生物都是不完全一样的。我们肠道里面释放的气体,大多数是没有气味的——1/4是我们吸进的氧气和氮气,剩下的主要气体例如二氧化碳、氢气、甲烷也是没有味道的。屁的主要味道来自占屁体积不到1%的氨、挥发性氨基酸,以及短链脂肪酸等气体

提到“屁组学”,就不得不提到美国的肠道学家迈克尔·莱维特(Michael
Levitt)的研究。从上世纪70年代起,莱维特就开始研究不同人屁的组成。他经常在患者同意后,将一个管子插入到的患者的直肠里面去收集屁的样品。有的时候实在是找不到实验对象,也会拿把自己当做样品。

威尼斯官方网站 2收集屁
图片来源:123rf.com.cn正版图库

在一项实验中,莱维特曾经将管子放在志愿者直肠内长达四个小时,目的是分析他们肠道的“产气”状况(想想实验的样子,不要太美好)。实验结果表明,产气的总体积在106ml到1657ml的范围内,最大值和最小值相差了将近16倍。只有四名志愿者的屁中检测到了甲烷的存在,这是因为只有大约三分之一的人类肠道中有产生甲烷的细菌,而不携带这类细菌的人是不会产生甲烷的。产气最多的志愿者也仅仅产生了半升的氢气。像硫化氢和甲硫醇这些味道强烈的气体,在每个屁中只占到百万分之一那么一点(50ppm) \[2\]

所以看起来实验的结论是,脱裤子放屁可能污染手术室,而穿裤子放屁则不用担心。不过实际上,这个实验结果没什么好担心的,因为脱裤子放屁排出的那两种细菌也都是对人体无害的。那位护士现在可以放心了。

一个人每天又平均放多少个屁呢?

在莱维特的实验中,16名志愿者在四个小时的时间内放了3-9次屁,平均每个屁的体积为100ml\[2\]。莱维特的实验结果和另外一个由澳大利亚新南威尔士大学开展的研究结果一致。新南威尔士大学的这个研究中,记录了60名男性和60名女性的饮食和放屁次数,发现,男性平均每天放12.7次屁(2-53次不等),女性则为7.1次(1-32次不等)。放屁的次数和摄入食物中纤维的含量呈正比——纤维含量越高的时候,屁的次数也越多\[3\]

所以不必闻屁色变——好吧,臭的话可以色变。我要说的是,只要给你的屁屁带上“口罩”,妈妈就再也不用担心屁屁“咳”出细菌了。(编辑:球藻怪)

放屁会传播致病微生物吗?

还是在澳大利亚,一名护士一天无意中问医生卡尔. 克鲁兹尔尼奇(Karl
Kruszelnicki),如果她在无菌的手术室里面放屁,会不会将有害的病菌传染给正在手术台上的病人,最终导致病人被感染。卡尔医生被这个简单的问题给问住了,于是专门设计了一个巧妙的实验来验证这个问题。卡尔医生让他的助手在无菌的环境下对着细菌培养皿放屁,一组是在不穿裤子的条件下对着培养皿放屁,另一组是在穿着裤子的条件下对着培养皿放屁。然后,在培养箱中培养这些培养皿,第二天再检测培养皿上是不是有细菌的生长。

在最终的发表的论文里面,卡尔医生在论文里是这么描述实验结果的:在不穿衣服的条件下,对着培养皿放屁,培养皿中最终会有常见肠道和皮肤微生物生长。微生物在培养皿中生长呈圆环形,圆环形可能完全是由屁对培养皿的冲击形成的,细菌并没有害,是我们常见的皮肤和肠道微生物。有趣的是,在穿着裤子的条件下,微生物并没有在培养皿上生长。所以,穿着裤子的条件下,屁这个渠道似乎不怎么会传播微生物 \[4\]
嗯!看看什么是科学家的严谨!

威尼斯官方网站 3所以,不用太担心放屁会传播致病微生物,尽情地放吧!
图片来源:123rf.com.cn正版图库

虽然屁里面的硫化氢在高浓度的时候对人体是有毒的,但低浓度时却可以帮助我们的身体

英国埃克塞特大学之前的一项研究中发现,当人体处于疾病状态时,细胞面临着压力也会产生微量的硫化氢。这些微量的硫化氢可以帮助细胞内的线粒体在压力状态下保持正常的功能。当细胞,尤其是血管细胞,没有接收到这些微量的硫化氢气体,细胞死亡的几率会显著的增加。

实验中,实验人员设计了一种叫做A39的化合物,可以将生产硫化氢气体过程中必须的酶传送到细胞里,实验的结果表明这些酶确实改善了细胞的健康状况。

不过论文发表后被一些人错误的解读为时不时地闻一闻屁,会让身体变得更好,预防中风心脏病和老年痴呆的发生。其实,研究人员只是在讨论实验的时候提到了这种可能性\[5\]

文章题图:youtube.com

屁被憋回去的时候发生了什么?

有的时候我们想放屁可是又是在公共场合,不方便放,强忍了一小段时间之后,又不想放了。屁去哪儿了?

其实这是因为,憋着不放的时候,屁就会被肠壁细胞吸收,进入血液,所以憋了一段时间之后你就又不想放屁了。进入血液的屁会随着血液循环到全身,首先被肝脏过滤,然后到达肺,从肺部排出体外。

除了人类,动物们放屁吗?

威尼斯官方网站 4刚刚谁放了个屁? 图片来源:123rf.com.cn正版图库

当然!比如说老鼠、斑马,甚至爬行类的蛇、松狮蜥,都会放屁。但也有不放屁的动物,比如说鸟类,因为它们本身就不长的肠道不能储存气体。很多海洋生物也是不放屁的,比如贝类和螃蟹。其实在所有已知的动物品种中,哪个会放屁,哪个不会,我们知道的并不多。

然而,屁中的甲烷是一种重要的温室气体,研究动物的屁,更多地了解来自动物的甲烷排放,对于全球气候变化地研究有着重要的意义。基于这个原因,阿拉巴马大学的尼克·卡卢索(Nick
Caruso)专门建立了一个关于动物屁研究的开放数据库,给同行科学家门提供了一个记录分享各种动物屁研究的结果\[6\]。尼克和同事们相信,通过这样的数据共享,他们不仅可以更快的了解新的知识,同时也能为全球的气候变化做一份贡献。

科学家们也曾详细的研究过狗和牛的屁。为了收集到足够的屁,实验动物不得不背着这个气囊走来走去,气囊通过一根管子与肠道相连,肠道里的“废气”被收集在气囊里,用于各种实验。在对“狗屁”的研究中,科学家们得到了以下的结论\[7\]

a. 硫化氢含量越高的时候,屁的味道越恶臭
b. 屁的形式无论是在不同狗之间,还是对于同一条狗,都是在变化的
c.
狗食物中如果含有木炭、丝兰萃取物或者醋酸锌,狗都会一直放屁,但是不会那么有恶臭的味道
d. 屁或许可以会在一定程度上反映狗的健康状况

威尼斯官方网站 5用于收集狗(左,图片来源:参考文献[7])和牛(右,图片来源:参考文献[8])肠道内气体的装置。

其实说了那么多,就是想表明一个观点,屁和我们的身体健康一定是息息相关的。然而,屁的研究还只是处于起步的阶段。关于屁,还有很多问题是科学家现在回答不了的。“Fartology”还有很多学问可以做。

如何快速驱散一个屁?

日本曾经在一个节目里做过模拟实验。当一团气体(实验用的是有颜色的气体)从身体向后方射出之后,向前移动身体的结果是,气(屁)会一直跟着你。所以,正确的操作是向侧面移动,这样气体会在最短时间内扩散开来。如果同时在身后挥舞手臂效果会更好。

PS:仅以此文献给用“仙气”启发我的女朋友(编辑:明天)

参考文献:

  1. Explainer: The chemistry of farts.
  2. F L Suarez et al, Am J Physiol., 1997, 272, G1028
  3. T D Bolin and R A Stanton, Eur J Surg, 1998, 164, 115
  4. Hot air? BMJ : British Medical Journal. 2001;323(7327):1449.
  5. B Szczesny et al, nitric Oxide, 2014, 41, 120-130
  6. Rabaiotti, D. and N. Caruso (2017). Does It Fart?: The Definitive
    Field Guide to Animal Flatulence, Quercus Publishing.
  7. A scientific study of dog farts—I could not make this stuff up.
    thepoodleanddogblog.typepad.com/the_poodle_and_dog_blog/2014/01/a-scientific-study-on-dog-fartsi-could-not-make-this-stuff-up.html
  8. This Is How You Turn Cow Fart Gas into Energy.
    bigthink.com/design-for-good/this-is-how-you-turn-cow-fart-gas-into-energy
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