在新春佳节来临前，谈关于这个重口味的话题，似乎不妥当。但是，这东西虽然味不好，但屁无小事，没有屁才是大事。
为了健康，多放屁，多吃纤维多的食物。当然如果希望少放屁，又可以获得屁之好事，就选择氢气吧。
我们每天会吃下去很多像纤维素、寡聚多糖等难消化的多糖成分，它们在穿过小肠的过程中可能会产生13升易燃的氢气，肠道内能产生如此大量的可燃烧爆炸的氢气，这听上去可是很危险的。
其实这个担心是不必要的，因为大肠细菌是个生态系统，许多细菌的代谢产物会被另外的细菌作为营养利用转化为其他物质，因此整个大肠内最终产生的气体数量并没有那么多，而且也不全部是氢气。氢气在肠道细菌内类似于我们血液中的葡萄糖，不断吸收，不断转化。人体每天转化利用的葡萄糖虽然很多，但血糖会维持在一个正常范围内。
人体可以从肛门释放出来一些气体，这种气体有个特殊的名字是屁，相比暴露在空气中的可燃气体，屁的成分中虽然仍然含有相当比例的氢气，但是总体积和浓度并不太高，虽然屁的味让人觉得不那么愉悦，但是造成的麻烦好像小很多。
为什么肠道内这些氢气最后都变成屁呢？屁还能被科学家和医生用来诊断疾病，又是怎么实现的呢？
氢气是怎么变成屁的？每个人肠道里都有一些细菌能大量消耗掉氢气。人的大肠生活着两公斤微生物，每天会消耗大约40克纤维素多糖。结肠细菌可将每克这种碳水化合物转化为330毫升氢气，这样算来每天就大约会产生13升。但肠道微生物很擅长把消化产物转化，厚壁菌门细菌（Firmicutes）产生的氢气可以成为其他细菌的原料。比如，有的细菌会使硫离子和氢气反应产生硫化氢，这种气体不仅有强大毒性和臭鸡蛋味道，本身也十分易燃。产甲烷古菌（Archaea）可以把四分子氢气和一分子二氧化碳反应，生成一分子甲烷和两分子水，从而降低气体总量。
有人根据这个每天可以产生13升氢气的说法反驳氢气补充的作用，其实人体内呼吸气体中检测到的氢气是非常非常少的，大多数人只有5ppm以下，为什么会这样，本文给出一个解释是氢气只不过是细菌代谢的中间产物，大量氢气被转化成其他成分。也就是说利用细菌产生氢气只能通过外力，当然补充更多纤维素等不消化营养物也许可以发挥作用。但是后面介绍的研究发现，人体肠道的适应能力很强，大概1周后产生氢气的量或逐渐下降到没有效果。因此通过肠道细菌产生氢气难以长期维持。补充氢气的优势仍然超过通过细菌诱导的办法。
产甲烷菌的作用是5个气体分子变成了1个气体分子和2个水分子，这个过程一般都认为是避免胀气的关键，但是要考虑到氢气的扩散和被吸收的效率很高，氢气能促进肠道蠕动等作用，其实这个过程对肠道和身体健康不一定就是什么好事。
经过这一系列化学变化后，屁里都含有哪些化学物质？各自的量又是多少？
肠道排出气体大部分是无味的，大约25%是空气的成分氧气和氮气，另外75%是肠道菌群产生的二氧化碳、氢气和甲烷。当然，我们都闻到过，人和人的屁味道差别还是挺大的，想必成分有所不同，美国明尼阿波利斯退伍军人事务医疗中心胃肠病学家Michael Levitt 发现，只有1/3的人肠道中有能产生甲烷的细菌。
我认为，Levitt根据屁和呼吸气体成分进行这样推算不是非常可靠，只是1/3的人能检测到甲烷气体，但甲烷气体一方面可以被其他细菌甚至人体消耗，最后的数量非常少，另外一个方面是检测方法不够敏感，会出现一些假阴性结果。因此人体肠道甲烷菌的比例可能远远高于这个估计。
从上世纪70年代开始，Levitt就在开展关于肠道气体组成的研究，有时还会将导管插入患者直肠收集屁。他也亲自尝试过这个装置，并坦言“这确实会让人菊花一紧——不仅对患者而言，对在患者身上使用这一装置的研究者也会这样”。
1998年，Levitt团队通过直肠插管对6名健康女性和10名健康男性在4小时内屁的组成进行了研究。研究发现总产气量范围在106到1657毫升之间，其中产生氢气最多一个人能释放500毫升氢气，只有4人屁中含有甲烷。
Levitt团队还发现，气味成分比例非常小，不会消耗太多氢。如硫化氢，甲硫醇这种闻起来像是烂白菜成分，以及有大蒜气味的二甲硫醚，所有这些有味道的气体总量只占屁中的50ppm（0.000005%）。
我们每天该放多少屁？
4小时内，16名研究对象放屁次数在3-9次，每次约100毫升。这与1998年澳大利亚新南威尔士大学Rosemary Stanton和Terry Bolin对健康人所做的研究相符。
Stanton解释说，所以要研究屁，是因为有些人认为膳食纤维使胀气增多是消化不良的表现，从而避免食用。他们对60名男性和60名女性进行调查，记录每天放屁次数和食物摄取数量和种类。结果表明，男性每天会放屁2-53次，平均12.7次，女性每天1-32次，平均7.1次，放屁次数会随着纤维摄入量增多而增加。研究表明放屁十分普遍，Stanton说：“摄取更多膳食纤维的人要对放屁做好准备。”屁和健康有什么关系?有证据表明，肠道细菌的失衡与肠易激综合征等疾病会造成屁中氢气和甲烷含量发生变化，英国西英格兰大学Ben de Lacy Costello说。甲烷可导致便秘，因为甲烷会抑制肠蠕动。同样，硫化氢也会抑制肌肉收缩，这可能与肠壁损伤、炎症性肠病和结肠癌有关。然而，气体测试可靠性也存在问题，比如无法从中得知为什么人的肠道中会产生这么多氢气和甲烷。
Levitt表示，他不信甲烷与肠易激有关。
Costello分析粪便挥发气体的装置（一张有气味的图片）。
由于对肠道气体的研究因为存在检测准确度的影响因素，一些学者转向研究粪便释放的气体。
De Lacy Costell和他的同事们不再直接研究屁中的气体成分，转而去调查粪便挥发出的低浓度化合物。起初，他们在容器中把粪便和培养基混合起来以模仿大肠环境，然后通过塑料管道吸出或是泵出容器内上方空气，并通过气相色谱-质谱联用分析其中成分。研究发现了297种化合物，包括挥发性的硫化物，以及吲哚、粪臭素等和粪便气味有关的分子。他们也发现很多好闻的物质，比如α-和β-蒎烯、柠檬烯等。通过这些化合物含量的不同，或许就能区分出健康人和患有溃疡性结肠炎，或因艰难梭状芽胞杆菌和空肠弯曲菌感染而腹泻的人。这些化合物的含量都很低，而引起臭味的吲哚，粪臭素和硫化物还是占主导地位的。所以我们一般只能闻到不愉快的味道。加上人的大脑会对感觉进行自动修改，只要你听到人放屁的声音也许就会联想到屁的味道。
研究屁和粪便到底有什么用?在2014年发表的一项研究中，他们用简单便宜的传感器代替质谱仪，使得整个系统更小型化和实用。
De Lacy Costello说，如果设计一个根据挥发出来气体就能对样品化合物组成进行分析的仪器，可以用这种方法诊断疾病。就是说研究屁和粪便的气味，目的是希望诊断疾病。现在De Lacy Costello团队开发了一种“电子鼻”，尝试以此作为疾病早期预警与结肠癌筛查的工具。未来他们希望通过直接监测粪便、皮屑、呼气这些排出物就诊断疾病，这也是所有人追求的目标。
Levitt不认为电子鼻有什么用，只有像他用直肠插管直接采屁，用屁做检测才能有价值，如果等屁放出来，被空气稀释后再检测就变得十分不可控。
吃豆子会放更多的屁吗？
2011年，三个不同实验都表明，参与者在开始吃菜豆或是烤豆当天放屁都会增多。但随着时间推移，受试者身体渐渐就适应了豆子摄入，几周后，放屁的频率就会下降到正常水平，Levitt也亲身经历过这种影响。（这个研究说明，通过肠道诱导产生氢气可能无法不能长期发挥作用）。
Levitt说，“豆子的个体差异和时间差异十分有趣，我对此也不是十分了解。一旦给别人吃豆子，他们肠道产气量无疑要比吃其他的碳水化合物时多很多。”有什么方法控制放屁吗？
Stanton说，“不要憋得太久，这可能会让易感人群感到疼痛甚至得上IBS，避免使用膳食纤维可能会减少屁的产生，但膳食纤维有许多健康益处，如降低结肠癌、痔疮和憩室病风险等。燕麦和许多水果中可溶性纤维可以促进肠道中“好”细菌增长，这些细菌可以产生短链脂肪酸，肠道吸收后可降低胆固醇和血糖水平，减小结肠癌患病几率。”Levitt还尝试过让受试者在持续一周内每天吃4次活性炭，结果表明吃活性炭对控制屁的气味和量没有作用。因此如果希望少放屁，除了不吃膳食纤维这个不推荐的方法外，唯一选择可能就是“别吞下太多的空气”。所以，只要屁不会造成你生理上的疼痛，你和你身边的人都应该学会宽容一些。
这个文章对屁的问题进行了比较全面的介绍，但是非常遗憾的是对屁中最普遍的氢气的作用研究没有涉及，其实来自肠道内细菌产生的氢气和健康的关系十分密切。大量研究发现，氢气具有选择性抗氧化抗炎症作用，多多种氧化损伤和炎症相关疾病具有防治作用。例如研究发现氢气对各种组织缺血再灌注损伤的治疗作用，对动脉硬化、糖尿病视网膜病变、老年性痴呆、帕金森病等许多慢性炎症相关疾病具有预防作用，已经有许多临床研究证明了对人体的作用。来自肠道内细菌产生的氢气可以被人体吸收，通过呼吸气体可以分析人体来自肠道氢气吸收的数量，肠道细菌产生的氢气对肝炎等肝损伤和脑缺血也具有治疗作用。我们也有这样的经验，许多能促进肠道产生气体的食物如地瓜、海带、大豆对健康有好处，但是我们并不清楚这些食物促进健康的原因，至少从促进肠道产生氢气的角度可以给出一种解释。
放屁的事，人和人真不同。日本学者有研究发现，一些百岁老人和家人，呼吸气体中氢气的水平是普通人的三倍左右，这可能是这些人长寿的一个因素。不过现在看来，通过饮食调节氢气的产生不一定靠谱，因为几周后气体产量会逐渐恢复正常。那么外源性补充氢气，如喝氢水和呼吸氢气才是充分发挥氢气作用的更好办法。有屁可放是一种幸福，体内氢气多是更健康的表现。
参考文献：1A Strocchi and M D Levitt, Gastroenterol., 1992, 102, 846, 2J Z Ou et al, Trends Biotechnol., 2015, 33, 208 3A Strocchi and M D Levitt, J Clin. Invest., 1992, 89, 1304, 4F L Suarez et al, Am J Physiol., 1997, 272, G10285T D Bolin and R A Stanton, Eur J Surg, 1998, 164, 115 6C E Garner et al FASEB J., 2007, 21, 1675 7S F Shepherd et al J Breath Res., 2014, 8, 0260018D M Winham and A M Hutchins Nutr J. 2011, 10, 1289F L Suarez et al, Am J Gastroenterol., 1999, 94, 208
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