《自然》：腸道微生物會(huì)影響營(yíng)養(yǎng)的吸收
眾所周知，我們吃的食物會(huì)在腸道中被消化，轉(zhuǎn)化為能量，進(jìn)入人體循環(huán)，但通常利用度無(wú)法達(dá)到100%，一些能量會(huì)流失，隨著糞便一起排出體外。
對(duì)于不同的人來(lái)說(shuō)，能量流失也有不小的波動(dòng)，在2%-9%之間。也就是說(shuō)，流失少的人，幾乎是完全吸收了攝入的能量，而損耗多的人，則有將近1/10都“浪費(fèi)”了。
不過(guò)也有人比較特殊，他們吃掉的東西沒(méi)有按照正常比例被吸收，很多營(yíng)養(yǎng)成分流失了。那么這是誰(shuí)的鍋呢?是腸道微生物。
這個(gè)答案好像并不令人感到驚訝?但實(shí)際上，科學(xué)家們一直都沒(méi)有直接證據(jù)證明這一點(diǎn)。
在最近的《自然》雜志上，來(lái)自美國(guó)國(guó)立糖尿病、消化及腎臟疾病研究院(NIDDK)和加州大學(xué)舊金山分校的研究人員進(jìn)行了一項(xiàng)人體試驗(yàn)。他們發(fā)現(xiàn)，節(jié)食或服用抗生素都會(huì)對(duì)腸道微生物造成干擾，導(dǎo)致糞便中流失的營(yíng)養(yǎng)成分增加，這表明，在人類中，腸道微生物會(huì)影響營(yíng)養(yǎng)的吸收。
導(dǎo)致了這種差異的是誰(shuí)?在過(guò)去的十年中，動(dòng)物模型上的研究大都把矛頭指向了腸道微生物，但是人體研究還很少。
于是研究人員招募了27名不吸煙的健康志愿者，包括17名男性和10名女性，年齡為35.1±7.3歲。
他們進(jìn)入臨床研究中心，進(jìn)行31天的試驗(yàn)，在非飲食干預(yù)階段，都采用體重維持飲食方案(WMD，20%能量來(lái)自蛋白質(zhì)，30%來(lái)自脂肪，50%來(lái)自碳水化合物)，一個(gè)月后，體重上下浮動(dòng)不超過(guò)1%。一共有25人完成了這部分試驗(yàn)。
試驗(yàn)的第二個(gè)干預(yù)階段，志愿者依然被隨機(jī)分組，口服萬(wàn)古霉素或安慰劑。兩組志愿者在性別、年齡、體重、BMI、體脂百分比和葡萄糖穩(wěn)態(tài)方面沒(méi)有顯著差異，也都沒(méi)有出現(xiàn)不良反應(yīng)。
在第一階段的試驗(yàn)后，研究人員發(fā)現(xiàn)，熱量攝入的差異導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)吸收也出現(xiàn)了顯著差異。雖然從絕對(duì)數(shù)值上看，OF組的能量流失比UF組要高(257.4±91.2 kcal/d vs。 123.5±32.4 kcal/d)，畢竟攝入的多，流失的自然也多，但是按照流失的百分比算的話，UF組就要高于OF組(8.9±3.7% vs。 5.8±1.9%)了!另外，UF組從食物攝入到成為糞便排出體外花費(fèi)的時(shí)間也更短。
在第二階段的試驗(yàn)中，萬(wàn)古霉素和安慰劑組志愿者采用同樣的飲食方案，攝入的能量也是一樣的，但萬(wàn)古霉素組在絕對(duì)能量流失和能量流失百分比上都要顯著高于安慰劑組(260.1±66.5 kcal/d vs。 176.8±79.5 kcal/d;8.4±1.9% vs。 5.8±2.2%)。
這兩個(gè)階段的試驗(yàn)表明，節(jié)食和抗生素會(huì)導(dǎo)致更大比例的攝入能量的流失。而根據(jù)過(guò)去的研究我們知道，飲食的改變和抗生素的使用都會(huì)對(duì)腸道菌群造成擾動(dòng)，在這項(xiàng)試驗(yàn)中，通過(guò)16S rRNA測(cè)序，研究人員也觀察到了，和試驗(yàn)開(kāi)始前相比，志愿者們的腸道菌群結(jié)構(gòu)確實(shí)發(fā)生了變化。
總的來(lái)看，節(jié)食對(duì)腸道菌群的擾動(dòng)程度要低于萬(wàn)古霉素。節(jié)食沒(méi)有改變微生物的多樣性，但是改變了一些微生物的豐度，而萬(wàn)古霉素不僅降低了微生物多樣性，還從門這一分類層面上就改變了微生物的豐度。
安慰劑組和萬(wàn)古霉素組腸道微生物組成對(duì)比 在這兩個(gè)因素對(duì)腸道菌群造成的干擾中，研究人員找到了一個(gè)共同點(diǎn)：它們都使Akk菌(Akkermansia muciniphila)的豐度增加了。Akk菌大家都不陌生，就是那個(gè)有減肥、抗2型糖尿病等一系列好處的腸道微生物，說(shuō)到這個(gè)，奇點(diǎn)糕忽然覺(jué)得，Akk菌能在不影響食物攝入量的前提下達(dá)到減肥的效果，說(shuō)不定也和它影響能量吸收有關(guān)系?當(dāng)然這個(gè)猜測(cè)還需要更多的研究去證實(shí)。
為了把腸道微生物擾動(dòng)和營(yíng)養(yǎng)吸收之間的關(guān)系錘得更實(shí)，研究人員又進(jìn)行了分子層面的研究。他們對(duì)志愿者的微生物基因組進(jìn)行了功能上的分析，發(fā)現(xiàn)和前面提到的試驗(yàn)結(jié)果相似，飲食干擾組對(duì)代謝通路相關(guān)基因的影響有一些，但并不是很大，而萬(wàn)古霉素的影響則非常強(qiáng)烈，有760個(gè)基因受到影響。
受到影響的代謝通路主要指向了與糖發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸——丁酸有關(guān)的幾個(gè)通路，這表明服用萬(wàn)古霉素可能會(huì)影響細(xì)菌代謝，減少丁酸鹽的產(chǎn)生。
志愿者血漿代謝組的檢測(cè)證明了這一點(diǎn)，在節(jié)食和服用萬(wàn)古霉素的志愿者中，丁酸鹽的水平確實(shí)降低了。丁酸鹽是腸道微生物代謝的終產(chǎn)物，血漿丁酸鹽的水平也是腸道微生物對(duì)攝入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用能力的一個(gè)標(biāo)志物[4]。
總的來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)研究證明，減少食物攝入和服用抗生素都會(huì)導(dǎo)致攝入能量的流失增加，血漿中丁酸鹽減少，而這些變化是通過(guò)改變腸道菌群組成產(chǎn)生的。節(jié)食沒(méi)有改變微生物的多樣性，但是改變了一些微生物的豐度，而萬(wàn)古霉素不僅降低了微生物多樣性，還從門這一分類層面上就改變了微生物的豐度。未來(lái)，研究人員還希望能在更大規(guī)模的人群中驗(yàn)證這一發(fā)現(xiàn)。
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