飲食因素對腸道菌群影響的研究進展

被稱為「人體第二大腦」的腸道菌群，是指在胃腸道內棲息著的1 000多種微生物，主要由厚壁菌門（64%）、擬桿菌門（23%）、變形菌門（8%）、放線菌門（3%）的細菌所構成。這些細菌的數量可達1014個，編碼它們的基因數量至少是人體基因數量的100倍。它們參與了營養物質的消化吸收、藥物代謝、免疫調節等生理活動，在人體健康中起著至關重要的作用。人類腸道菌群的構建從出生至菌群數量、結構和比例達到穩定，大概需要三年時間。但是腸道菌群的成分並不是一成不變的，菌群結構受到許多因素的影響和制約。基因、年齡、性別、飲食、生活方式、抗生素的使用等因素都可以造成腸道菌群的改變，即使是雙胞胎，其腸道菌群也有著顯著性差異。

01

穀類

位於膳食金字塔最底層的穀類，從農業時代開始就是人類膳食中最重要的組成成分。穀物中含有豐富的膳食纖維、抗性澱粉、低聚糖、碳水化合物等，流行病學調查表明全穀物的攝入可以預防癌症、心血管疾病、糖尿病和肥胖，這些作用的發揮與全穀物對腸道菌群的調節密不可分。一些體外模型的研究發現燕麥片和小麥片均能增加雙歧桿菌的數量。趙蘭濤等以小鼠為實驗對象對五種穀物（燕麥、大麥、全麥、糙米、黑米）和一種精緻穀物（大米）進行對比研究。結果表明，攝入全穀物的小鼠腸道菌群發生了變化，與攝入基礎飼料和大米的小鼠相比，攝入全穀物的小鼠腸道雙歧桿菌和乳酸桿菌的數量顯著上升。Christensen等在絕經期婦女中開展了12周的飲食干預研究，一組給予全麥，一組給予精製小麥。結果發現，在給予全麥的一組腸道內雙歧桿菌相對丰度增加。Carvalho-Wells等研究發現，通過給予志願者三周的全穀物早餐麥片，可提高志願者糞便中雙歧桿菌的水平，而且在飲食干預期間志願者糞便中乳酸菌/腸球菌比例顯著增加。另有Costabile等通過隨機、對照、雙盲試驗發現，與只食用大麥麥麩的志願者相比，食用了全穀物大麥的志願者腸道菌群中含有更豐富的雙歧桿菌和乳酸桿菌，相應伴隨著血清總膽固醇的降低。另一交叉試驗也表明全穀物大麥能夠提高雙歧桿菌、羅氏桿菌的數量，並且能夠降低血漿白細胞介素-6的水平和餐後血糖峰值。

以上研究顯示穀物可通過增加雙歧桿菌的數量來改變人體的腸道菌群組成，提示飲食中全穀物的攝入、腸道菌群的改變、穀物預防癌症和代謝性疾病的作用三者在疾病因果鏈上可能存在一定關係。

02

蔬菜和水果類

蔬菜和水果位於中國居民平衡膳食寶塔中的第二層，富含人體必需的多種維生素和礦物質，是人體平衡膳食的重要組成成分。諸多研究顯示，足量的蔬菜和水果攝入能夠降低慢性病的發病率。韓國泡菜是一道韓國人民傳統的輔菜，由白菜、大蒜、紅辣椒、洋蔥、姜腌制而成。2015年Han等對韓國泡菜做了相關研究發現，為期8周新鮮泡菜或發酵泡菜乾預均可使腸道內變形菌和放線菌的相對丰度增加，而食用發酵泡菜還可以增加普氏菌和擬桿菌的相對丰度，降低Blautia菌的丰度，這提示泡菜對腸道菌群有調節作用，且發酵泡菜的作用更為顯著。Shinohara等的研究顯示，通過每天給予志願者兩個蘋果的膳食干預，持續兩周後志願者糞便中雙歧桿菌數量顯著增加並且乳酸桿菌、鏈球菌、腸球菌的數量也呈增加趨勢，而腸桿菌和梭狀芽胞孢桿菌數量有所下降，這表明蘋果可以改善腸道環境。此外，藍莓和桑椹中的花青素可通過增加腸道中的雙歧桿菌的數量，來改善由高脂飲食導致的肥胖和血脂異常。Smith-Brown等發現蔬菜的攝入可以增加Lachnospira屬細菌的相對丰度，而水果，尤其是蘋果和梨攝入量的增加可逐漸降低Ruminococcus屬細菌的相對丰度。在最近的一項干預性研究中，20名志願者先進行為期3天的蔬菜/水果汁干預，再進行連續17天的普通飲食，結果發現，3天之後志願者的體重和體質指數都下降，伴隨著厚壁菌門和變形菌門的比例下降，擬桿菌門的比例升高，並且血漿和尿液中的一氧化氮相對基線有所升高，脂質的過氧化作用有所降低。這項研究表明蔬菜/水果的干預能改變人體腸道菌群和生物標誌物，具備一定的參考意義，但是該研究存在樣本量過少以及干預期相對較短的問題，因此得出結論時還需慎重。

如上研究顯示蔬菜、水果能夠在門、屬、種的水平上改變腸道菌群的數量和結構。然而，影響腸道菌群組成的靶向菌在各項研究之間仍然存在差異，針對靶向菌的研究仍有待進一步開展。

03

豆類、奶類及魚肉類

豆類、奶類及魚肉類作為人體蛋白質的主要來源，位於膳食寶塔的第三層。多項針對新生兒的研究表明，母乳在新生兒腸道菌群的定植和成熟中起關鍵作用。母乳富含多種生物活性因子，如溶菌酶和乳鐵蛋白等抑菌活性物質，可在促進正常菌群定植的同時有效抑制有害菌的定植。Maga等研究顯示，通過給6周齡仔豬連續飼餵兩周富含重組人類溶菌酶的羊奶，可顯著改變仔豬腸道菌群的組成，提高有益菌（雙歧桿菌、乳桿菌）數量，降低有害菌(分枝桿菌、鏈球菌、彎曲桿菌)的數量。Uyeno等為證實酸奶對腸道菌群的影響，對15位健康成年人進行了為期20天酸奶干預試驗，通過干預前後的對比發現，攝入酸奶後擬桿菌和普氏菌數量下降，Clostridium coccoides–Eubacterium rectale group數量升高，且這一變化與酸奶中是否含有乳酸桿菌無關。另有研究發現，與飼餵大米的小鼠相比，飼餵豬肉的小鼠其腸道內擬桿菌門細菌數量增加而厚壁菌門細菌數量降低。此外，一項針對絕經婦女的豆類飲食干預研究發現，豆類的攝入可使雙歧桿菌的比例增加，並且受試者體內大豆異黃酮的代謝產物——雌馬酚含量越高則雙歧桿菌的比例也越高，這提示雙歧桿菌可能參與大豆異黃酮的代謝進而改善絕經相關性疾病。

04

油脂類和糖類

作為中國膳食寶塔最頂層的油脂類和糖類，是每天推薦攝入最少的成分，然而油脂和糖類對菌群的調節作用也不容忽視。Zhang等通過對大鼠飼餵不同脂肪含量的飼料發現，相對於正常飲食的大鼠，高脂飲食的大鼠腸道內擬桿菌和雙歧桿菌的數量下降，而厚壁菌門細菌和變形菌門細菌的數量增加。Turnbaugh等將小鼠的飲食模式從低糖低脂調整至高糖高脂後，小鼠腸道中擬桿菌數量迅速下降。Magnusson等等的研究同樣發現，高脂飲食和高糖飲食會導致小鼠腸道內擬桿菌的數量減少，且高糖飲食中擬桿菌數量降低得更為明顯，但只有在高糖飲食中乳酸桿菌數量才顯著升高，這提示高糖飲食和高脂飲食都能改變腸道菌群的組成，並且靶向菌存在差異。另有研究對「高膳食纖維、低脂」的地中海飲食模式和「高碳水化合物、高脂」的西方膳食模式這兩種完全不同的飲食模式進行對比發現，採用地中海飲食模式的埃及人腸道中短鏈脂肪酸含量高，多糖降解細菌豐富，而採用西方膳食模式的美國人其腸道菌群卻以氨基酸和蛋白水解細菌為主，進一步證實了飲食模式對腸道中功能性細菌的調控作用。

05

結語

腸道菌群與人體健康息息相關，而飲食在菌群組成、數量和比例這三方面對腸道微生物均具有調節作用，因此通過改善飲食結構或服用微生態製劑，進而調整腸道菌群的結構和數量，將有利於代謝性疾病、消化系統疾病甚至精神性疾病的預防和治療。

目前報道的飲食與腸道菌群研究中，大多針對單一營養成分進行，如高糖、高脂飲食，膳食纖維的攝入對腸道菌群的影響。而實際膳食中食物組成複雜，且攝入的不同營養素之間也可以在體內相互轉換，因此有待開展複合營養成分對腸道菌群的研究。其次，無論是現有的動物實驗還是人群隨機對照研究，大都存在實驗干預周期短、受試對象少的問題，鑒於腸道菌群結構的不穩定性，大樣本、長周期的飲食干預仍需進一步開展。

近年來，飲食與腸道菌群相關性的研究在國內外均取得較大進展，不少研究通過宏基因組測序發現了飲食差異中的腸道靶向菌。進一步針對這些靶向菌展開代謝組學研究和功能性鑒定，對於探討飲食、靶向菌、健康/疾病的三者作用機制十分必要。相信隨著微生物檢測等技術的不斷發展，相關研究的不斷深入，對腸道菌群的認知將會更加透徹。

來源：中國微生態學雜誌

作者：覃向向 等

一起關注消化，「腸」想「胃」來！

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！