“人如其食”：論膳食纖維與腸道(dào)菌群

所謂“人如其食”， 一開始指的是吃什麽食物能(néng)體現出一個人的性格，或者說，人們在不同的心理狀态下，會喜歡吃不同類型的食物。

一項參考了500多份病例資料的心理學研究發現， 一個人喜歡吃的食物，可以反映出他/她的性格和情緒，例如：人們在情緒低落時喜歡吃富含糖的食物；而在怒火中燒時喜歡吃有韌勁的東西，比如肉類； 那些妒忌成(chéng)性的人看到什麽食物都(dōu)會堆在盤子裏，這也許表明,他們童年時曾在餐桌上與兄弟姐妹展開過激烈争奪。

該研究是圍繞食物與精神狀态之間的關系展開的細緻觀察，提示就(jiù)餐者也許可以改變飲食，從而控制自己的情緒。

而除了脾氣和性格，飲食還會影響到人的體型和健康狀态。把“人如其食”的概念引申一下，意味著(zhe)：吃下去什麽樣的食物，就(jiù)會爲健康帶來什麽樣的後果。

長期以來，作爲飲食結構中的一部分，植物纖維對健康的潛在效益一直受到贊賞。流行病學研究顯示：膳食中增加植物纖維的成(chéng)分，可以降低心髒病^[1]、肥胖和Ⅱ型糖尿病的發病風險，二者之間成(chéng)反比關系^[2]。相比于那些食用無纖維食物的動物，食用植物纖維多的動物體内的脂肪含量更低，也不易發展爲糖尿病，但是植物纖維對健康的影響究竟是通過何種機制來實現的，在此之前，還不得而知。

前段時間，在《自然》和《細胞》雜志上連續發表的兩篇文章，闡明了膳食纖維在飲食健康中所扮演的角色。來自法國和瑞典的科學家團隊成(chéng)功地揭示了植物纖維的作用機制，爲解開植物纖維對健康有益的謎團做出了有意義的探索。

研究發現,這一作用機制的實現過程，包括腸道(dào)菌群和兩頓飯之間腸道(dào)産生葡萄糖的能(néng)力。多數水果和蔬菜富含可發酵纖維，這些纖維不能(néng)被(bèi)人體直接消化，但是卻可以被(bèi)腸道(dào)中的細菌分解爲短鏈脂肪酸，如乙酸、丙酸或丁酸，而這些短鏈脂肪酸可以被(bèi)人吸收利用。

由Gilles Mithieux博士領導的科學家團隊認爲，膳食纖維的保護作用與腸道(dào)的産糖能(néng)力相關。具體表現爲：腸道(dào)在兩頓飯之間合成(chéng)葡萄糖并釋放到血液中，門靜脈的神經末梢能(néng)夠感知該葡萄糖水平，并傳達信号到大腦，大腦觸發一系列保護信号。

文章顯示，攝入植物纖維可能(néng)引起(qǐ)腸道(dào)菌群的成(chéng)分和功能(néng)發生快速轉換，微生物産生的代謝産物通過調節宿主體内葡萄糖的控制來支持代謝健康。這些結果可以指導我們努力設計“後生元”這一膳食補充劑來調節腸道(dào)菌群，從而改善人類健康。

可溶性纖維，如低聚果糖和低聚半乳糖，可以通過腸道(dào)細菌進行發酵，從而産生短鏈脂肪酸：乙酸、丙酸和丁酸。

改變飲食習慣可以改變腸道(dào)微生物的組成(chéng)。Lawrence David教授等人試圖通過測算人類膳食纖維攝入的變化引起(qǐ)腸道(dào)微生物的組成(chéng)及基因表達譜的變化來探讨這一現象。

爲此，他們招募了10名健康的人類志願者，分爲兩組，一組給予素食，另一組給予葷食，連續觀察五天。在研究期間，選擇不同的時間點，通過對16S核糖體RNA（确定不同微生物的相對豐度）和RNA序列（确定微生物基因的相對表達）的測序對志願者的糞便樣本進行了分析。

在試驗飲食開始的數天内，就(jiù)看到了微生物的基因表達和群落結構的變化。在葷食組中，這些變化與可逆的生理反應（肥胖）相關，表現爲膽汁耐受細菌、發酵的氨基酸大量增加。相反的，素食組則有較高的來自于碳水化合物發酵的植物多糖–發酵菌和短鏈脂肪酸。實驗飲食停止後，這些參數就(jiù)快速恢複到原來的狀态。

這項研究證實，腸道(dào)微生物可以根據飲食變化而迅速變化^[3]，并且确定了一些分子機制，這些可能(néng)是健康獲益于植物類飲食的基礎。

De Vadder等人詳細探究了這些機制的大量細節，試圖理解短鏈脂肪酸如何促進糖異生并進而促進代謝健康。與肝髒糖異生不同，腸道(dào)糖異生不會在糖尿病條件下使血糖升高；腸道(dào)糖異生會激活門靜脈葡萄糖感受器，發送信号給大腦，産生對食品消化和糖代謝有益的影響。因此，如果膳食纖維和短鏈脂肪酸能(néng)夠促進腸道(dào)糖異生的話，也許能(néng)夠說明可溶性纖維對代謝有好(hǎo)處。

給大鼠喂食低聚果糖、丙酸或丁酸能(néng)改善糖耐量并增強腸的糖異生。然而，丙酸和丁酸促進腸道(dào)糖異生的作用方式并不相同：丙酸作爲腸糖異生的底物或原料，丁酸則作爲信号傳 導分子通過cAMP信号刺激腸道(dào)糖異生基因的表達。此外，丙酸也直接激活門靜脈外周神經的FFAR3受體，彙管區神經去傳入，防止丙酸誘導腸糖異生刺激， 暗示丙酸對腸糖異生的影響涉及腸-腦神經溝通。

值得注意的是，喂食低聚果糖或短鏈脂肪酸可以誘導改善葡萄糖耐受，也需要腸-腦溝通（決定于彙管區神經去傳入），以及腸的糖異生（決定于使用小鼠小腸内的G6Pase，即葡萄糖-6-磷酸酶催化亞基的分解）。

David和De Vadder等用16S核糖體RNA序列去跟蹤腸道(dào)微生物組成(chéng)的變化，其中，值得注意的是：不同于喂養低聚果糖的野生型小鼠，腸道(dào)缺乏G6Pase的小鼠不能(néng)從低聚果糖攝入中獲益， 雖然低聚果糖導緻兩組小鼠的腸道(dào)微生物的組成(chéng)非常相似的變化。這些結果表明，飲食對代謝健康産生有益的作用，可能(néng)不僅需要良好(hǎo)的腸道(dào)微生物的組成(chéng)，也需要腸道(dào)糖異生的作用。

1995年，Glenn Gibson和Marcel Roberfroid教授在Journal of Nutrition雜志上發表了一篇題爲《Dietary Modulation of the Human Colonic Microbiota: Introducing the Concept of Prebiotics》的文章。在該文中，兩位教授向(xiàng)世界介紹了“益生元（Prebiotics）”這個詞。不過，這并不是這篇文章中唯一一個關于營養的術語^[4]。

Gibson教授解釋道(dào)：“我們認爲將(jiāng)益生菌和益生元混合在一起(qǐ)是有意義的，所以我們決定在這篇綜述中也引入合生制劑（Synbiotics）的概念。”

因此，在這篇綜述中出現了兩個關鍵術語——益生元與合生制劑。

益生菌是對宿主具有健康益處的活性微生物，也就(jiù)是我們常說的“好(hǎo)”細菌。許多發酵食品通常含有一定程度的活性益生菌，但是如果産品經過巴氏殺菌，并且沒有重新引入活的有益細菌，那麽它們很可能(néng)就(jiù)不再擁有益生菌了。

益生元是促進“好(hǎo)”細菌生長的物質。不同的益生元可以使不同益生菌受益，且益生元種類很多。很多益生元是被(bèi)稱爲寡糖的一類碳水化合物^[5]。不過，一些植物多酚也可以發揮益生元功效^[6]。

益生元和細菌的互作會産生短鏈脂肪酸（SCFAs），其中就(jiù)包括對腸道(dào)免疫健康至關重要的丁酸鹽^[7]。這些具有生物活性的副産物有時被(bèi)稱爲“後生元”^[8]。

而David和De Vadder等人的研究結果表明，益生菌方法將(jiāng)提供産生有益代謝物的特定糖化菌組；益生元方法將(jiāng)補充膳食纖維，有利于腸道(dào)細菌的定居和生長。這兩種策略并非相互排斥，而是可以合并。

第三個方法是在研究中描述過的，通過提供微生物代謝産物即“後生元（postbiotic）”，開發出更多膳食補充策略，醫藥行業可能(néng)會對這種方法感興趣。

腸道(dào)菌群憑借著(zhe)其靈活的代謝能(néng)力，成(chéng)爲了膳食和宿主之間的重要生理紐帶。David和De Vadder等人的研究結果，進一步解釋了這個複雜的生态系統，并對調節腸道(dào)菌群提供了額外的支持，爲提高人類健康提供了另一種新的策略。