被稱為“人體第二大腦”的腸道菌群，是指在胃腸道內(nèi)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(xì)菌所構(gòu)成。這些細(xì)菌的數(shù)量可達(dá)1014個，編碼它們的基因數(shù)量至少是人體基因數(shù)量的100倍。它們參與了營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收、藥物代謝、免疫調(diào)節(jié)等生理活動，在人體健康中起著至關(guān)重要的作用。人類腸道菌群的構(gòu)建從出生至菌群數(shù)量、結(jié)構(gòu)和比例達(dá)到穩(wěn)定，大概需要三年時間。但是腸道菌群的成分并不是一成不變的，菌群結(jié)構(gòu)受到許多因素的影響和制約?；?、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
谷類
位于膳食金字塔最底層的谷類，從農(nóng)業(yè)時代開始就是人類膳食中最重要的組成成分。谷物中含有豐富的膳食纖維、抗性淀粉、低聚糖、碳水化合物等，流行病學(xué)調(diào)查表明全谷物的攝入可以預(yù)防癌癥、心血管疾病、糖尿病和肥胖，這些作用的發(fā)揮與全谷物對腸道菌群的調(diào)節(jié)密不可分。一些體外模型的研究發(fā)現(xiàn)燕麥片和小麥片均能增加雙歧桿菌的數(shù)量。趙蘭濤等以小鼠為實驗對象對五種谷物（燕麥、大麥、全麥、糙米、黑米）和一種精致谷物（大米）進(jìn)行對比研究。結(jié)果表明，攝入全谷物的小鼠腸道菌群發(fā)生了變化，與攝入基礎(chǔ)飼料和大米的小鼠相比，攝入全谷物的小鼠腸道雙歧桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量顯著上升。Christensen等在絕經(jīng)期婦女中開展了12周的飲食干預(yù)研究，一組給予全麥，一組給予精制小麥。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在給予全麥的一組腸道內(nèi)雙歧桿菌相對豐度增加。Carvalho-Wells等研究發(fā)現(xiàn)，通過給予志愿者三周的全谷物早餐麥片，可提高志愿者糞便中雙歧桿菌的水平，而且在飲食干預(yù)期間志愿者糞便中乳酸菌/腸球菌比例顯著增加。另有Costabile等通過隨機、對照、雙盲試驗發(fā)現(xiàn)，與只食用大麥麥麩的志愿者相比，食用了全谷物大麥的志愿者腸道菌群中含有更豐富的雙歧桿菌和乳酸桿菌，相應(yīng)伴隨著血清總膽固醇的降低。另一交叉試驗也表明全谷物大麥能夠提高雙歧桿菌、羅氏桿菌的數(shù)量，并且能夠降低血漿白細(xì)胞介素-6的水平和餐后血糖峰值。
以上研究顯示谷物可通過增加雙歧桿菌的數(shù)量來改變?nèi)梭w的腸道菌群組成，提示飲食中全谷物的攝入、腸道菌群的改變、谷物預(yù)防癌癥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(guān)系。
02
蔬菜和水果類
蔬菜和水果位于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(zhì)，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(fā)病率。韓國泡菜是一道韓國人民傳統(tǒng)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(guān)研究發(fā)現(xiàn)，為期8周新鮮泡菜或發(fā)酵泡菜干預(yù)均可使腸道內(nèi)變形菌和放線菌的相對豐度增加，而食用發(fā)酵泡菜還可以增加普氏菌和擬桿菌的相對豐度，降低Blautia菌的豐度，這提示泡菜對腸道菌群有調(diào)節(jié)作用，且發(fā)酵泡菜的作用更為顯著。Shinohara等的研究顯示，通過每天給予志愿者兩個蘋果的膳食干預(yù)，持續(xù)兩周后志愿者糞便中雙歧桿菌數(shù)量顯著增加并且乳酸桿菌、鏈球菌、腸球菌的數(shù)量也呈增加趨勢，而腸桿菌和梭狀芽胞孢桿菌數(shù)量有所下降，這表明蘋果可以改善腸道環(huán)境。此外，藍(lán)莓和桑椹中的花青素可通過增加腸道中的雙歧桿菌的數(shù)量，來改善由高脂飲食導(dǎo)致的肥胖和血脂異常。Smith-Brown等發(fā)現(xiàn)蔬菜的攝入可以增加Lachnospira屬細(xì)菌的相對豐度，而水果，尤其是蘋果和梨攝入量的增加可逐漸降低Ruminococcus屬細(xì)菌的相對豐度。在最近的一項干預(yù)性研究中，20名志愿者先進(jìn)行為期3天的蔬菜/水果汁干預(yù)，再進(jìn)行連續(xù)17天的普通飲食，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3天之后志愿者的體重和體質(zhì)指數(shù)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，并且血漿和尿液中的一氧化氮相對基線有所升高，脂質(zhì)的過氧化作用有所降低。這項研究表明蔬菜/水果的干預(yù)能改變?nèi)梭w腸道菌群和生物標(biāo)志物，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(yù)期相對較短的問題，因此得出結(jié)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(shù)量和結(jié)構(gòu)。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(jìn)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(zhì)的主要來源，位于膳食寶塔的第三層。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(guān)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(zhì)，可在促進(jìn)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(xù)飼喂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(shù)量，降低有害菌(分枝桿菌、鏈球菌、彎曲桿菌)的數(shù)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(jìn)行了為期20天酸奶干預(yù)試驗，通過干預(yù)前后的對比發(fā)現(xiàn)，攝入酸奶后擬桿菌和普氏菌數(shù)量下降，Clostridium coccoides–Eubacterium rectale group數(shù)量升高，且這一變化與酸奶中是否含有乳酸桿菌無關(guān)。另有研究發(fā)現(xiàn)，與飼喂大米的小鼠相比，飼喂豬肉的小鼠其腸道內(nèi)擬桿菌門細(xì)菌數(shù)量增加而厚壁菌門細(xì)菌數(shù)量降低。此外，一項針對絕經(jīng)婦女的豆類飲食干預(yù)研究發(fā)現(xiàn)，豆類的攝入可使雙歧桿菌的比例增加，并且受試者體內(nèi)大豆異黃酮的代謝產(chǎn)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(jìn)而改善絕經(jīng)相關(guān)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(diào)節(jié)作用也不容忽視。Zhang等通過對大鼠飼喂不同脂肪含量的飼料發(fā)現(xiàn)，相對于正常飲食的大鼠，高脂飲食的大鼠腸道內(nèi)擬桿菌和雙歧桿菌的數(shù)量下降，而厚壁菌門細(xì)菌和變形菌門細(xì)菌的數(shù)量增加。Turnbaugh等將小鼠的飲食模式從低糖低脂調(diào)整至高糖高脂后，小鼠腸道中擬桿菌數(shù)量迅速下降。Magnusson等等的研究同樣發(fā)現(xiàn)，高脂飲食和高糖飲食會導(dǎo)致小鼠腸道內(nèi)擬桿菌的數(shù)量減少，且高糖飲食中擬桿菌數(shù)量降低得更為明顯，但只有在高糖飲食中乳酸桿菌數(shù)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，并且靶向菌存在差異。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(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，采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(xì)菌豐富，而采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(xì)菌為主，進(jìn)一步證實了飲食模式對腸道中功能性細(xì)菌的調(diào)控作用。
05
結(jié)語
腸道菌群與人體健康息息相關(guān)，而飲食在菌群組成、數(shù)量和比例這三方面對腸道微生物均具有調(diào)節(jié)作用，因此通過改善飲食結(jié)構(gòu)或服用微生態(tài)制劑，進(jìn)而調(diào)整腸道菌群的結(jié)構(gòu)和數(shù)量，將有利于代謝性疾病、消化系統(tǒng)疾病甚至精神性疾病的預(yù)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(yǎng)成分進(jìn)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復(fù)雜，且攝入的不同營養(yǎng)素之間也可以在體內(nèi)相互轉(zhuǎn)換，因此有待開展復(fù)合營養(yǎng)成分對腸道菌群的研究。其次，無論是現(xiàn)有的動物實驗還是人群隨機對照研究，大都存在實驗干預(yù)周期短、受試對象少的問題，鑒于腸道菌群結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，大樣本、長周期的飲食干預(yù)仍需進(jìn)一步開展。
近年來，飲食與腸道菌群相關(guān)性的研究在國內(nèi)外均取得較大進(jìn)展，不少研究通過宏基因組測序發(fā)現(xiàn)了飲食差異中的腸道靶向菌。進(jìn)一步針對這些靶向菌展開代謝組學(xué)研究和功能性鑒定，對于探討飲食、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(shù)的不斷發(fā)展，相關(guān)研究的不斷深入，對腸道菌群的認(rèn)知將會更加透徹。
來源：中國微生態(tài)學(xué)雜志
作者：覃向向 等
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