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醫(yī)學(xué)科普：挑食的腸道菌群
醫(yī)學(xué)科普：挑食的腸道菌群
圖片來(lái)源：techexplorist
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我們選擇食物，可能由于各種各樣的原因，包括個(gè)人喜好、獲得途徑、價(jià)格和是否有益健康。但在《細(xì)胞》上發(fā)表的一項(xiàng)新研究表明，我們還應(yīng)該考慮體內(nèi)腸道微生物的偏好。
人腸道中的細(xì)菌，統(tǒng)稱為腸道微生物群，以食物中的纖維和其他化合物為生?！袄w維”是由糖基構(gòu)成的分子（多糖）的總稱，但目前我們還不清楚這些植物多糖如何影響各種腸道益生菌的生長(zhǎng)。
雖然我們知道，食用大量不同植物性食物的人擁有更多樣化、更健康的腸道菌群，但我們對(duì)哪種細(xì)菌更喜歡哪種食物知之甚少。
為了找出每種細(xì)菌偏好的食物，研究者們?cè)跓o(wú)菌條件下飼養(yǎng)小鼠，并給它們引入了20種不同的人類腸道細(xì)菌。在試驗(yàn)開始時(shí)，所有的小鼠都有一組相似的腸道菌群。隨后他們用通常的高脂肪、低纖維飲食喂養(yǎng)這些小鼠。此外，他們還給小鼠提供了34種由水果和蔬菜制成的純纖維制劑。
研究人員發(fā)現(xiàn)了飲食如何改變小鼠的腸道菌群。不同的細(xì)菌偏好不同的纖維補(bǔ)充劑，當(dāng)它們最喜歡的食物出現(xiàn)時(shí)，這些細(xì)菌在腸道菌群中的占比就會(huì)增加。例如，在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，大量食用豌豆纖維的小鼠體內(nèi)一種名為多形擬桿菌（Bacteroides thetaiotaomicron）的占比要顯著高于其他細(xì)菌。
但是纖維并不是一種單一的化合物，通常包含多種長(zhǎng)鏈多糖，而這些腸道細(xì)菌能對(duì)它們進(jìn)行降解。為了找出是哪種多糖分子導(dǎo)致特定微生物數(shù)量的增加，研究人員對(duì)多種細(xì)菌開展了實(shí)驗(yàn)。例如，多形擬桿菌數(shù)量的增加是由豌豆纖維分子中的阿拉伯糖引起的。
多形擬桿菌。圖片來(lái)源：Kathryn Cross & Nikki Horn, Institute of Food Research
由于，腸道菌群是由數(shù)十億個(gè)細(xì)菌組成的復(fù)雜群落。因此，我們有必要了解自己吃下去的食物是如何影響整個(gè)腸道菌群，而不僅僅是單個(gè)菌種。同時(shí)，只提供一種特定類型的纖維，也并不能保證特定的細(xì)菌就能吃掉它。另外，如果兩種存在競(jìng)爭(zhēng)的細(xì)菌（一種是有益菌，另一種可能是有害菌）偏愛同一種食物，又如何確保有益菌獲得更多的食物并更快繁殖呢？
為了了解哪些微生物會(huì)優(yōu)先選擇營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，研究人員讓不同種類的細(xì)菌進(jìn)行食物競(jìng)爭(zhēng)。另外，他們使用帶有熒光標(biāo)記的人造食物顆粒來(lái)喂養(yǎng)小鼠，以觀察小鼠腸道內(nèi)細(xì)菌代謝的纖維類型，以及是否會(huì)相互影響。
正如他們所預(yù)料的，當(dāng)有提供給細(xì)菌的食物有限時(shí)，細(xì)菌間會(huì)為了某些特定的纖維而競(jìng)爭(zhēng)。而更重要的是，研究人員發(fā)現(xiàn)一些細(xì)菌能適應(yīng)環(huán)境的變化，當(dāng)偏愛同種纖維的多種細(xì)菌同時(shí)存在時(shí)，有一些會(huì)轉(zhuǎn)而選擇其他的食物。
這意味著什么呢？這表明，腸道中某些細(xì)菌更容易適應(yīng)飲食的變化，這可能有助于建立一個(gè)適應(yīng)能力更強(qiáng)的腸道菌群。
我們?cè)絹?lái)越清楚地認(rèn)識(shí)到，飲食對(duì)腸道微生物組成的長(zhǎng)遠(yuǎn)影響，會(huì)進(jìn)而對(duì)機(jī)體的營(yíng)養(yǎng)和健康產(chǎn)生巨大的影響。但距離真正了解食物對(duì)腸道細(xì)菌的影響以及腸道細(xì)菌如何影響人體的健康，還需要進(jìn)行很多研究工作。
文章的作者和來(lái)自倫敦國(guó)王學(xué)院、麻省總醫(yī)院、斯坦福大學(xué)等的研究人員合作，進(jìn)行了全球最大的腸道菌群研究(PREDICT)，調(diào)查不同人及他們的腸道菌群對(duì)不同食物的反應(yīng)。目前已有的結(jié)果顯示，不同個(gè)體對(duì)同一種食物會(huì)表現(xiàn)出巨大的差異。即使基因組完全相同和成長(zhǎng)環(huán)境大部分相同的同卵雙胞胎，對(duì)同樣的食物也會(huì)有非常不同的反應(yīng)。
更令人驚訝的是，相較于沒有血緣關(guān)系的人，同卵雙胞胎的腸道菌群種類相似性只會(huì)稍高一點(diǎn)，這可能解釋了同卵雙胞胎在營(yíng)養(yǎng)反應(yīng)上的差異。到研究結(jié)束時(shí)，科學(xué)家們希望通過(guò)合作，能夠闡明食物與腸道菌群、機(jī)體對(duì)食物的反應(yīng)以及和健康之間的復(fù)雜關(guān)系。
科學(xué)家們希望找到一些方法，可以通過(guò)改變腸道菌群組成，來(lái)控制身體對(duì)食物的反應(yīng)，進(jìn)而促進(jìn)人體的健康。而這項(xiàng)發(fā)表于《細(xì)胞》的研究顯示的不同類型纖維和細(xì)菌之間的關(guān)系，最終可能用于生產(chǎn)定向改造微生物的食品，以增加腸道中特定有益細(xì)菌的數(shù)量，并豐富腸道微生物的多樣性。
在小鼠試驗(yàn)中，許多用于測(cè)試的纖維補(bǔ)充劑是由水果和蔬菜的表皮制成的，而這些果蔬皮是做菜和果汁時(shí)剩下殘?jiān)?。這些產(chǎn)品很容易地放入食品中，用來(lái)提供可持續(xù)的、廉價(jià)的纖維。但在我們開始以這種方式調(diào)整的腸道菌群之前，需要知道如何安全地鼓勵(lì)“好”細(xì)菌，并控制“壞”細(xì)菌，從而構(gòu)建出何時(shí)正確平衡的腸道菌群。
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人腸道中的細(xì)菌，統(tǒng)稱為腸道微生物群，以食物中的纖維和其他化合物為生?！袄w維”是由糖基構(gòu)成的分子（多糖）的總稱，但目前我們還不清楚這些植物多糖如何影響各種腸道益生菌的生長(zhǎng)。
雖然我們知道，食用大量不同植物性食物的人擁有更多樣化、更健康的腸道菌群，但我們對(duì)哪種細(xì)菌更喜歡哪種食物知之甚少。
為了找出每種細(xì)菌偏好的食物，研究者們?cè)跓o(wú)菌條件下飼養(yǎng)小鼠，并給它們引入了20種不同的人類腸道細(xì)菌。在試驗(yàn)開始時(shí)，所有的小鼠都有一組相似的腸道菌群。隨后他們用通常的高脂肪、低纖維飲食喂養(yǎng)這些小鼠。此外，他們還給小鼠提供了34種由水果和蔬菜制成的純纖維制劑。
研究人員發(fā)現(xiàn)了飲食如何改變小鼠的腸道菌群。不同的細(xì)菌偏好不同的纖維補(bǔ)充劑，當(dāng)它們最喜歡的食物出現(xiàn)時(shí)，這些細(xì)菌在腸道菌群中的占比就會(huì)增加。例如，在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，大量食用豌豆纖維的小鼠體內(nèi)一種名為多形擬桿菌（Bacteroides thetaiotaomicron）的占比要顯著高于其他細(xì)菌。
但是纖維并不是一種單一的化合物，通常包含多種長(zhǎng)鏈多糖，而這些腸道細(xì)菌能對(duì)它們進(jìn)行降解。為了找出是哪種多糖分子導(dǎo)致特定微生物數(shù)量的增加，研究人員對(duì)多種細(xì)菌開展了實(shí)驗(yàn)。例如，多形擬桿菌數(shù)量的增加是由豌豆纖維分子中的阿拉伯糖引起的。
由于，腸道菌群是由數(shù)十億個(gè)細(xì)菌組成的復(fù)雜群落。因此，我們有必要了解自己吃下去的食物是如何影響整個(gè)腸道菌群，而不僅僅是單個(gè)菌種。同時(shí)，只提供一種特定類型的纖維，也并不能保證特定的細(xì)菌就能吃掉它。另外，如果兩種存在競(jìng)爭(zhēng)的細(xì)菌（一種是有益菌，另一種可能是有害菌）偏愛同一種食物，又如何確保有益菌獲得更多的食物并更快繁殖呢？
為了了解哪些微生物會(huì)優(yōu)先選擇營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，研究人員讓不同種類的細(xì)菌進(jìn)行食物競(jìng)爭(zhēng)。另外，他們使用帶有熒光標(biāo)記的人造食物顆粒來(lái)喂養(yǎng)小鼠，以觀察小鼠腸道內(nèi)細(xì)菌代謝的纖維類型，以及是否會(huì)相互影響。
正如他們所預(yù)料的，當(dāng)有提供給細(xì)菌的食物有限時(shí)，細(xì)菌間會(huì)為了某些特定的纖維而競(jìng)爭(zhēng)。而更重要的是，研究人員發(fā)現(xiàn)一些細(xì)菌能適應(yīng)環(huán)境的變化，當(dāng)偏愛同種纖維的多種細(xì)菌同時(shí)存在時(shí)，有一些會(huì)轉(zhuǎn)而選擇其他的食物。
這意味著什么呢？這表明，腸道中某些細(xì)菌更容易適應(yīng)飲食的變化，這可能有助于建立一個(gè)適應(yīng)能力更強(qiáng)的腸道菌群。
我們?cè)絹?lái)越清楚地認(rèn)識(shí)到，飲食對(duì)腸道微生物組成的長(zhǎng)遠(yuǎn)影響，會(huì)進(jìn)而對(duì)機(jī)體的營(yíng)養(yǎng)和健康產(chǎn)生巨大的影響。但距離真正了解食物對(duì)腸道細(xì)菌的影響以及腸道細(xì)菌如何影響人體的健康，還需要進(jìn)行很多研究工作。
文章的作者和來(lái)自倫敦國(guó)王學(xué)院、麻省總醫(yī)院、斯坦福大學(xué)等的研究人員合作，進(jìn)行了全球最大的腸道菌群研究(PREDICT)，調(diào)查不同人及他們的腸道菌群對(duì)不同食物的反應(yīng)。目前已有的結(jié)果顯示，不同個(gè)體對(duì)同一種食物會(huì)表現(xiàn)出巨大的差異。即使基因組完全相同和成長(zhǎng)環(huán)境大部分相同的同卵雙胞胎，對(duì)同樣的食物也會(huì)有非常不同的反應(yīng)。
更令人驚訝的是，相較于沒有血緣關(guān)系的人，同卵雙胞胎的腸道菌群種類相似性只會(huì)稍高一點(diǎn)，這可能解釋了同卵雙胞胎在營(yíng)養(yǎng)反應(yīng)上的差異。到研究結(jié)束時(shí)，科學(xué)家們希望通過(guò)合作，能夠闡明食物與腸道菌群、機(jī)體對(duì)食物的反應(yīng)以及和健康之間的復(fù)雜關(guān)系。
科學(xué)家們希望找到一些方法，可以通過(guò)改變腸道菌群組成，來(lái)控制身體對(duì)食物的反應(yīng)，進(jìn)而促進(jìn)人體的健康。而這項(xiàng)發(fā)表于《細(xì)胞》的研究顯示的不同類型纖維和細(xì)菌之間的關(guān)系，最終可能用于生產(chǎn)定向改造微生物的食品，以增加腸道中特定有益細(xì)菌的數(shù)量，并豐富腸道微生物的多樣性。
在小鼠試驗(yàn)中，許多用于測(cè)試的纖維補(bǔ)充劑是由水果和蔬菜的表皮制成的，而這些果蔬皮是做菜和果汁時(shí)剩下殘?jiān)?。這些產(chǎn)品很容易地放入食品中，用來(lái)提供可持續(xù)的、廉價(jià)的纖維。但在我們開始以這種方式調(diào)整的腸道菌群之前，需要知道如何安全地鼓勵(lì)“好”細(xì)菌，并控制“壞”細(xì)菌，從而構(gòu)建出何時(shí)正確平衡的腸道菌群。
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聽說(shuō)，打賞我的人最后都找到了真愛。
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