人类肠道盘曲的奥秘

侯安山

蜿蜒盘旋——肠道的结构

肠道是人体最重要的消化器官之一，大部分位于腹腔的中下部。人们经口摄入的所有食物，都要在肠道内依次经过小肠（分为十二指肠、空肠和回肠3 部分）、大肠（大体分为盲肠、阑尾、结肠、直肠和肛管5 部分）进行分解、消化和吸收，所剩残渣形成粪便从肛门排出，完成人体所需营养物质和水分的摄取。

你知道人的肠道有多长吗？成年人的小肠和大肠加起来的长度为7～8米，相当于人体身高的4倍左右。如此之长又十分柔软的肠道，是如何摆放在体积相当于半个学生书包大小的腹腔内呢？而且，在这个过程中，肠道既不能拧扭也不能挤压，实在是一个不小的难题。

好在人体的“建筑师”十分尽职，所依据的“图纸”（基因序列）也早就对此做好了精细设计。在人类胚胎发育早期，肠道仅仅是一段与胃泡（胃的初始期）连接的直管。随着肠管的快速延长，为合理利用腹腔内有限的空间，只能逐渐盘曲起来，而且这种盘曲也不能是杂乱无章的。于是，肠道中最长的小肠部分（6 米左右），便像植物悬空的螺旋状抓须（攀缘植物用于缠绕在其他物体上的绳状细条）一样，全都沿着逆时针方向旋转，逐渐在腹腔内盘成了左右上下的螺旋状，蜿蜒布局在结肠的门字形框架内，在右下腹与结肠的回盲部（回肠末端与盲肠交接的部位）连通。

螺旋状盘旋的藤蔓

肠道的大体走向

小肠的这种螺旋状盘曲可以有效地减少肠道的大角度折弯，使在胃内已基本消化成糊状的食糜，在肠道内的流转不仅顺畅无阻，还能保证食糜随着肠道规律蠕动，在所有肠段内缓缓地单向匀速前行，流动速度既不过快也不过慢，保证了肠道能对食物中的营养物质和水分充分消化吸收。

人体倘若摄入的食物变质或不洁导致胃肠发炎，为迅速将有害物质排出，胃部会急剧收缩产生呕吐；肠道也会加大收缩运动的强度和频率，从而导致腹痛、腹泻。所以腹痛、腹泻虽然很难受，但也是人体的一种自我保护机制。

有关肠道逆时针盘旋的推测

水流的漩涡

为什么小肠的螺旋状盘曲都是逆时针进行的？这也是生物科学界探讨了多年的一个科学之谜。肠道盘曲是根据消化的需要，早在5 亿年前的寒武纪——早期脊椎动物形成时期就已经开始了。而对于盘曲的方向，生物学家普遍认为可能与地球的自转方向所形成的惯性力有關，如同植物的卷须或攀缘以及水流的漩涡都是沿着一个方向进行一样。

但北半球的惯性力是逆时针旋转，南半球的惯性力是顺时针旋转，据此现象就无法解释为何在南半球出生的人，其肠道的盘旋仍然是逆时针进行的。于是人们认为，或许在人类进化史上肠道盘旋是在北半球初始形成的，经过漫长的进化适应，逐渐铭记在遗传密码上不再更改。于是人类无论孕育在地球的哪个角落， 其肠道便都是逆时针旋转了。

新发现——肠道逆时针盘旋的遗传机制

近期，来自美国康奈尔大学的研究团队破解了肠道逆时针盘旋的遗传机制，发现了控制肠道旋转的转录因子Pitx2 及其作用过程。该研究成果对于理解器官形成的基本机制具有重要意义，并为预防和诊断新生儿先天缺陷提供了线索。

人类肠道的逆时针盘旋规律一旦被打破，例如因基因突变而发生节段性顺时针盘旋发育，势必会造成因肠道盘曲混乱而导致锐角折弯、肠套叠等病变，最终导致消化不良或肠道缺血性坏死，乃至造成新生儿“逆转者昌，顺转者亡”的现象。好在现代医疗科技的发展已可以实施手术干预，将患儿混乱的肠道在腹腔内重新摆布，使患这一类罕见病的新生儿获得新生。

有人将人体比作精密运行的机器。每个部分各司其职又相互配合，而且每个器官的构造细细探究起来都可以称得上是巧夺天工，每一处细节里都镌刻着人类进化的历史，蕴含着大自然的智慧。

（责任编辑 / 张丽静 美术编辑 / 周游）