體內的細菌是人體細胞的10倍，是真的嗎？
― 重新數過，數量幾乎一樣。每上一次廁所就逆轉一次
「你身體裡的細菌，比自己的細胞多10倍」。這是電視和書上常聽到的說法。不過2016年重新計算後，答案大約是1比1。並不是細菌太多，而是計算的前提有兩處出了偏差。
優格的包裝上寫著「調整腸道環境」。據說腸道裡住著非常多的細菌。
「人體的細菌比自己的細胞多10倍，所以人有一半以上是由細菌組成的」。聽到這種說法，你是不是也有點毛骨悚然？
但是，到底是誰、用什麼方法數出這個數字的呢？細菌肉眼看不見。身體的細胞，也沒有人一個一個數過。
「10倍」出錯的原因只有兩個
細菌大部分住在大腸。據說過去的計算把腸內容物當成大約1公斤，並假設整體的細菌濃度都一樣。實際上大腸的內容物不到那個量的一半。
過去認為人體細胞「約10兆個」。重新數過後，約有30兆個。其中大多數是血液裡小小的紅血球。因為太小，用重量來想的話很容易被忽略。
一邊估得太大，另一邊估得太小。兩個偏差疊在一起，就產生了「10倍」這個數字。
細菌不是遍布全身，而是聚集在「大腸」
細菌的數量，可以用住處的大小乘上擁擠程度來估算。這和用「面積×人口密度」算出一個城鎮的人口是同樣的想法。
胃裡有強酸，幾乎沒有細菌。小腸的內容物流動得快，細菌也比較少。但在大腸，內容物前進得很慢。那裡就成了細菌的「大都會」。
2016年，以色列的研究者重新測量了大腸內容物的量，結果成年人約為400毫升，比一瓶寶特瓶還少。據說每1毫升裡約有900億個細菌。相乘之後，約是36兆個。
請用圖1的滑桿改變大腸內容物的量。細菌的數量會和內容物的量成正比地增減。
人體細胞有八成是小小的紅血球
重新數過人體細胞後，約30兆個之中有約25兆個是紅血球。紅血球沒有細胞核，是非常小的細胞。數量壓倒性地多，但在體重中只占幾個百分比。
據說過去的估算，是把體重除以「一般細胞一個的重量」。這樣一來，小而數量多的紅血球就會被少算。於是人體細胞被估成約10兆個，細菌則被估成約100兆個。這兩個數字的比，就是「10倍」的真面目。
反過來說，扣掉紅血球的一般細胞約有5兆個。和它相比的話，細菌大約多7倍。拿什麼來比，答案會差很多。
據說一次排便，大腸裡大約三分之一的細菌會被排出體外。重新計算的研究者在論文中寫道，之後有一陣子，人體細胞可能會比較多。「細菌是不是比較多」，只是一天之內就會互換的程度。
細菌一個非常小，全部集合起來據說也只有約200公克。體重70公斤的人，只占約0.3％。「人有一半是細菌」，不論從數量還是重量來看，都說得太過頭了。
總結
「細菌是人體細胞的10倍」這個說法，來自把細菌的住處看得太大、把人體細胞看得太少的舊估算。重新數過後，細菌約38兆個，人體細胞約30兆個，幾乎是1比1。即使如此，在不到一瓶寶特瓶的大腸裡，仍住著和人體細胞差不多數量的生物。腸道是體內的一個生態系。
細菌不是10倍，而是幾乎一樣多。
即使如此，大腸仍是能和一個人的全部細胞較勁的「大都會」。
關於身體細胞的計算方式，可參考把全身的DNA接起來，會有多長？；關於細菌分解食物的例子，也在牛的胃的故事和喝牛奶肚子咕嚕咕嚕叫的故事中介紹過。
- 在寶特瓶（500mL）裡裝入400mL的水。這大約就是成年人大腸內容物的量。你應該會覺得比想像中少。
- 接著準備1公斤（約1000mL）的水，比較兩個量。過去的計算是以這1公斤為前提。
- 最後計算兩個量的比（1000 ÷ 400）。你會發現光是住處的估算不同，細菌的數量就會差到2倍以上。
數量的估算，取決於「把什麼和什麼相乘」。下次聽到其他「○○是△倍」的說法時，想想那是把什麼乘起來的數字，也許會有有趣的發現。
想知道更多的人 ― 術語・算式・與課本的連結從國中理化到大學專業課程，明確標示這是哪個程度的內容
- 國中國中理化會學到的範圍
- 高中高中「基礎生物・生物」會學到的範圍
- 高中＋高中的進階內容，或課本專欄的內容
- 大學高中不會學到、大學專業課程（微生物學・生態學）的內容
- 研究連大學也不會當成「定論」來教、研究者目前正在研究的內容
國中術語：這個現象有名字
- 腸內細菌：住在人或動物腸道裡的細菌。特別多集中在大腸。
- 腸內細菌叢：把腸內細菌當成一個整體族群時的稱呼。也稱為「腸道菌群」。
- 紅血球：血液中運送氧氣的細胞。人的紅血球沒有細胞核，直徑約8微米。
國中高中用算式確認：大腸有多少細菌
把大腸當成「住處」，把細菌的擁擠程度當成「密度」，來估算數量。符號的單位是：體積為毫升，密度為「每1毫升的個數」。
| 用符號寫 | N ＝ V × n |
| 用文字寫 | 細菌的數量 ＝ 大腸內容物的量 × 每1毫升的細菌數 |
| 這個算式的由來 | 「數量 ＝ 體積 × 密度」是估算的基本型。和用面積乘上人口密度算出人口是同樣的想法，這裡假設細菌幾乎均勻地充滿大腸 |
| N | 大腸的細菌數（個） |
| V | 大腸內容物的量（毫升） |
| n | 內容物每1毫升的細菌數（個／毫升） |
| 成年人大腸內容物的量 | 據說約400毫升 |
| 每1毫升的細菌數 | 據說約900億個（0.09兆個） |
| 人體細胞的數量 | 據說約30兆個，其中紅血球約25兆個 |
| 舊的估算 | 細菌 約100兆個，人體細胞 約10兆個 |
| 大腸的細菌數（兆個） | 400 × 0.09 ＝ 36 |
| 與人體細胞的比 | 36 ÷ 30 ＝ 1.2 |
| 舊估算的比 | 100 ÷ 10 ＝ 10 |
| 扣除紅血球的人體細胞（兆個） | 30 − 25 ＝ 5 |
| 與紅血球以外細胞的比 | 36 ÷ 5 ≒ 7.2 |
| 一次排便排出的細菌（兆個，以三分之一計） | 36 ÷ 3 ＝ 12 |
| 排便後剩下的細菌（兆個） | 36 − 12 ＝ 24 |
光是大腸就約36兆個，加上其他部位的論文數值約為38兆個。和人體細胞的30兆個幾乎相同，排便之後是24兆個，低於人體細胞。「10倍」這個數字，來自把細菌端估成約2.6倍、把人體細胞端估成約三分之一。
高中高中＋為什麼只有大腸聚集了細菌
高中胃因為胃酸而呈強酸性，大多數細菌無法繁殖。小腸會分泌消化液，內容物幾小時就通過，細菌沒有足夠的時間增加。大腸中內容物會停留一天以上，而且幾乎沒有氧氣。因此，厭氧的細菌會以非常高的密度繁殖。
高中＋大腸的細菌會分解人無法消化的膳食纖維，製造短鏈脂肪酸（乙酸・丁酸等）。人會吸收它們，作為一部分的能量來源。腸道內是通往身體「外面」的管道，所以嚴格來說，細菌並不在身體的組織之中，而是生活在管道這種環境裡的生物族群。
大學重新計算的方法：數量級的估算與「參考人」
2016年的重新計算（Sender、Fuchs、Milo的論文），設想了體重70公斤、20〜30歲的「參考人」，依細胞種類逐一累加數量。紅血球是由血液量和每1微升的數量求得，細菌則由大腸內容物的體積和細菌密度求得。這種正確掌握數量級的概算，也稱為「費米估算」。細菌的計數方法，則使用顯微鏡直接計數，或以基因為線索進行定量來測量密度。
📖 更進一步的內容：腸內細菌（維基百科） ／ 重新計算的原始論文（英文）
研究目前還不清楚的事
- 人與人之間的差異有多大。 大腸內容物的量和細菌的密度，會隨飲食、體型、排便狀況而改變。比值也被認為會因人、因日而大幅波動。
- 細菌以外的住戶有多少。 腸道裡也住著感染細菌的病毒，以及黴菌之類的生物。特別是病毒的數量，也有人指出可能比細菌更多，但正確的數字還沒有定論。
- 哪些細菌在做什麼事。 腸內細菌的組成，與身體狀況和疾病的關係正被熱烈研究。不過，什麼是原因、什麼是結果，多半還不清楚。
也就是說，這篇文章的內容也只是「目前所知範圍內的說明」。請注意，重新計算的數字也是設想一位平均的人所得到的概算。
與課本的連結（依程度）
| 程度 | 科目・單元 | 對應本文的哪裡 |
|---|---|---|
| 國中 | 理化「消化與吸收」「微生物的作用」 | 大腸與細菌的關係 |
| 高中 | 基礎生物「體內環境」「血液的成分」 | 紅血球的數量、胃・小腸・大腸環境的差異 |
| 高中＋ | 生物「共生」 | 膳食纖維的分解，以及腸道這個環境 |
| 大學 | 微生物學・生態學・概算的方法 | 參考人的設想，與細胞數的累加 |
| 研究 | 腸內細菌叢的研究 | 人與人的差異、病毒的數量、作用的解明 |
| ― | 與生活的連結 | 聽到「○○倍」這種數字時，思考是什麼和什麼之比的習慣 |
- Sender R, Fuchs S, Milo R. Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body. PLoS Biology 14(8): e1002533 (2016)
- 維基百科日文版「腸内細菌」（腸內細菌）
- Luckey TD. Introduction to intestinal microecology. American Journal of Clinical Nutrition 25 (1972)（被認為是「細菌約100兆個」這個舊估算的出處文獻）
- Savage DC. Microbial ecology of the gastrointestinal tract. Annual Review of Microbiology 31 (1977)
※本文是為一般讀者撰寫的科學解說。文中的數值是為了理解原理的參考值與概算。關於腸胃不適或健康方面的判斷，請諮詢醫師等專業人士。