肠胃为何一坏就难恢复？Nature子刊：菌群扰动超过零界点可能失衡

很多人都有类似经历：一次肠胃炎、一次上火暴饮暴食、一次抗生素治疗……肠胃状态似乎从那以后就再也回不到“从前”。

吃一点刺激的食物就胀，稍微睡不好就泻，肠道像变了一个人。为什么肠胃问题“好了又犯”，恢复周期越来越长？

2025年发表在Nature Communications的一项重要研究给出了全新解释：肠道菌群并非“玻璃心”，真正让系统难以恢复的，是它可能已经被推过一个隐形的“零界点”

一旦越线，肠道菌群会跳入另一种长期稳定状态，哪怕外界恢复正常，也很难自己回去。

01肠道菌群的底层逻辑：它不是你以为的“容易碎”系统

许多人以为肠道菌群就像土壤中的草坪：踩坏了，过几天自然会长回来。但科学家们的发现恰恰相反：肠道菌群更像一个拥有“多种命运”的生态系统

研究团队选取了肠道中三类重要细菌：

• Blautia hydrogenotrophica
• Bacteroides thetaiotaomicron
• Roseburia intestinalis

这三类细菌几乎可以代表成人肠道中的主要代谢路线。研究者让它们在一个严格控制的“迷你肠道系统”中生长，追踪营养物质的消耗、代谢产物的生成以及细菌数量的变化。

就在模拟实验中，他们发现了一个关键现象：细菌并不是按照固定模式代谢，而是会随着环境变化发生“代谢表型切换”

▲水平基因转移（HGT）促进由两种竞争微生物组成的群落的双稳定性

比如Blautia在海藻糖丰富时进入“慢生活模式”，几乎不分裂；但当海藻糖耗尽，它会突然切换到“葡萄糖速跑模式”，快速增殖，并改变整个生态位的竞争结构。

这种“切换”不是渐进式，而更像按下开关：瞬间改变细菌的竞争力。

于是，一个微小的环境变化（如pH降低、营养暂缺），就可能引发菌群结构的跳变

这为“为何肠道问题一坏就难恢复”埋下伏笔：当某些细菌切换表型，整个系统的平衡可能被瞬间推到另一个稳定状态。

02肠道存在“零界点”：一旦越线，菌群进入另一种稳定世界

研究团队进一步构建了动力学模型，模拟不同pH、稀释速率（类似肠道内容物流动速度）下菌群的长期行为。

他们观察到一种颠覆直觉的现象——在相同环境下，肠道菌群并不会只能达到一种平衡，而可能根据过去是否被扰动过，进入完全不同的“多稳态”

举例来说，系统可能稳定在：

• 状态A：Blautia与Bacteroides主导
• 状态B：Bacteroides与Roseburia主导

而两者之间仅隔着极其微小的环境差别。

一旦某种扰动（如pH急降、营养中断）让系统跨过“零界点”，菌群便会跳到另一个稳定态。

▲多物种群落中替代稳定状态的数量随 HGT 速率增加。

关键是——这种跳变具有不可逆性。

模型进一步显示：

即使你把外界条件恢复原样，菌群也不会自动返回初始状态。

这就好比人生道路上走错了一个岔路口，回头已经不再可能。

这一机制正是许多人经历的真实写照：

• 肠胃炎之后，从此容易胀气；
• 抗生素停用后，肠道脆弱很久；
• 一次暴饮暴食，肠道敏感数周。

不是“体质变差”，而是肠道菌群跨过了一个隐形界，进入另一个稳定态

03同样喂养，三种完全不同的肠道：实验验证“命运分叉”

模型虽能预测，但科学家想验证这是否真实发生于菌群本身。

于是他们将同样的三种细菌、同样的营养、同样的pH、同样的培养条件放入12个迷你生物反应器。

理论上，这12个系统应该培养出几乎完全一致的菌群结构。

▲当 MGE 促进或减弱物种间竞争强度时，HGT 对种群多稳定性的影响

但结果令人震惊：

12个“同卵双胞胎肠道”，却出现了三种完全不同的稳定菌群状态

进一步，当研究者模拟现实生活中的扰动，如：

• 突降pH（对应急性肠胃炎或饮酒刺激）
• 暂停营养输入（对应禁食、腹泻、应激情况）

他们发现：

各反应器在相同条件下，却掉入不同的“命运轨道”，并在扰动结束后长期保持新的菌群结构

这意味着现实生活中许多“恢复不了”的肠道问题其实不是：

• 体质不好
• 肠胃矫情
• 菌群记仇

而是：菌群确实被扰动过头，跨过零界点，进入另一种长期稳定领域。

更惊人的是，某些反应器变成的“新状态”并不比老状态差，只是不同；但另一些状态却表现出明显的营养代谢下降、酸度异常等现象——对应现实中长期腹胀、食物不耐受、肠易激等表现。

这解释了一个关键问题：为什么同样的饮食和生活方式，对不同人完全不一样？因为他们的肠道“稳定态”，不再相同。

04总结收束

这项Nature子刊研究让我们看到了一个比“肠道敏感”“菌群记仇”更深层的真相——肠道菌群的稳定性不是线性的，而是存在临界点的。跨过这一点，系统会被锁定在另一种长期状态，恢复并非自然发生，而需要外力重新干预。

因此，我们真正要保护的不是肠道本身，而是避免让菌群被推向那个“零界点”：

规律饮食、减少暴饮暴食、谨慎使用抗生素、保护肠道屏障、避免长期压力……

这些每一个看似平淡的行为，都是避免系统越线的关键。肠道不是脆弱，是复杂；恢复不是困难，是机制。理解机制，是再次掌控肠道健康的第一步。

注明参考文献

Emergence of alternative states in a synthetic human gut microbial community

Daniel Rios Garza, Bin Liu, Charlotte van de Velde, Xingjian Zhou, Pallabita Saha, Didier Gonze, Kenneth Simoens, Kristel Bernaerts & Karoline Faust