“生活越來越好，纖維越來越少”，這是當下社會普遍面臨的問題。隨著生活水平的提升，我們的食物越來越精細化，動物性食物的占比大幅增加，而膳食纖維的攝入量卻在悄然降低。
曾幾何時，膳食纖維被視為無營養(yǎng)之物，因為它既不能被胃腸道消化吸收，也不能提供能量。然而，隨著營養(yǎng)學及相關科學的深入發(fā)展，膳食纖維已逐漸被營養(yǎng)學界認可，并被列為第七類營養(yǎng)素，與傳統(tǒng)的六大營養(yǎng)素并列。

事實上，并非所有的碳水化合物都能被消化轉化為葡萄糖。那些難以消化的碳水化合物，我們稱之為纖維。它是健康飲食的重要組成部分，對人體的健康發(fā)揮著至關重要的作用。攝入高纖維食物可以有效降低患腸癌及非傳染性慢性病的風險。

那么，膳食纖維究竟是什么呢？簡單來說，膳食纖維是自然界中廣泛存在的一種多糖。它主要來源于植物的細胞壁，通常與半纖維素、果膠和木質素相結合。這種結合的方式和程度對植物源食品的質地有著顯著影響。同時，植物在成熟和后熟過程中的質地變化也與果膠物質的變化密切相關。我們通?？梢酝ㄟ^食用魔芋、燕麥、蕎麥、蘋果、胡蘿卜等天然食物來獲取膳食纖維。這些食物中的纖維素是人體所需的重要營養(yǎng)來源之一。

接下來，讓我們看看一些常見食品的纖維素含量。麥麩的纖維素含量高達31%，而谷物中的纖維素含量則介于410%，如小麥粒、大麥、玉米等。麥片和燕麥片的纖維素含量分別為89%和56%。此外，馬鈴薯、白薯等薯類的纖維素含量約為3%，而豆類中的黃豆、青豆等纖維素含量則在615%之間。值得一提的是，蔬菜中的筍類以及菌類（特別是松蘑）的纖維素含量都非常高，甚至超過30%。因此，通過合理搭配這些高纖維食物，我們可以更好地滿足人體對膳食纖維的需求。
堅果類食物也含有一定量的纖維素，具體來說，黑芝麻、松子和杏仁的纖維素含量超過10%，而白芝麻、核桃、榛子、胡桃、葵瓜子和花生仁等則略低一些。在水果中，紅果干的纖維素含量最為突出，接近50%，其他如桑葚干、櫻桃、酸棗、黑棗、大棗、小棗、石榴、蘋果和鴨梨等也含有不少纖維素。此外，蕨菜、菜花、菠菜、南瓜、白菜和油菜等蔬菜也是纖維素的良好來源。值得注意的是，谷類、薯類和豆類食物在加工過程中，由于精度的提高，其纖維素含量會有所降低。同時，肉類、蛋類、奶制品、海鮮以及各類軟飲料等幾乎不含纖維素。

接下來，讓我們深入了解一下纖維素的生理作用。

雖然人體消化道內缺乏分解纖維素的酶，但纖維素在保障人類健康和延長壽命方面卻發(fā)揮著至關重要的作用。它通過吸附大量水分來增加糞便量，促進腸道蠕動，加速糞便排泄，從而縮短致癌物質在腸道內的停留時間，減少對腸道的不良刺激，預防腸癌的發(fā)生。此外，纖維素還有助于腸內大腸桿菌合成多種維生素，增加飽食感，防治便秘，以及通過影響糖的吸收和胰島素的分泌來調節(jié)血糖水平。對于糖尿病患者來說，高纖維飲食不僅有助于改善高血糖狀況，減少胰島素和口服降糖藥物的使用量，還有利于減肥和防治便秘、痔瘡等疾病。
通常，人們將纖維誤認為是“粗草料”，然而事實并非如此。纖維具有吸水性，它能使食物殘渣膨脹變松，更易通過消化道。由于食物殘渣在體內滯留時間縮短，從而降低了感染風險。此外，當某些食物特別是肉類變質時，會產生致癌物質并引起細胞變異，而食物殘渣在體內停留時間的縮短同樣有助于降低這種風險。

對于經常食用肉類的人來說，他們的飲食中纖維含量往往較低，這會導致食物在腸道中的停留時間延長至24至72小時。在這期間，食物可能出現(xiàn)變質，進而產生有害物質。因此，喜歡食用肉類的人群需確保飲食中纖維的充足。

某些特定種類的纖維，例如燕麥中的“可溶性纖維”，能與糖類分子結合，從而減緩碳水化合物的吸收速度，有助于血糖濃度的穩(wěn)定控制。另外，某些纖維的吸水性遠強于其他纖維。例如，小麥纖維在水中能膨脹至原體積的十倍，而日本魔芋中的葡甘露聚糖纖維甚至能膨脹至百倍。這種吸水和膨脹特性使得纖維能在一定程度上控制食欲，幫助維持適當?shù)捏w重。

隨著年齡的增長，哺乳動物大腦中的小膠質細胞會長期處于過度活躍和發(fā)炎狀態(tài)，產生損害認知和運動功能的化學物質，這是導致記憶和認知功能衰退的原因之一。
同時，我們體內約90%的細胞被認為起源于微生物，因此擁有多樣化的微生物群落對于我們的健康和疾病預防至關重要。腸道與大腦之間的聯(lián)系涉及多種機制，包括神經遞質的合成、免疫應答的調節(jié)、表觀遺傳標記的改變以及生物活性食物和能源的代謝。
纖維素中的抗性淀粉以顆粒形式存在，外層包裹著一層物質殼。這種淀粉在小腸內不會分解，而會抵達結腸后，在遇到特定微生物時才被打開。在未遇到反應微生物群之前，抗性淀粉處于保護狀態(tài)，保持完整。一旦進入微生物群，便開始與特定微生物發(fā)生反應，為細胞提供能量。這一過程被稱為發(fā)酵反應，會產生一系列短鏈脂肪酸，即反應后的代謝物。其中一種重要的代謝物是丁酸鹽（Butyrate），它對于預防腦細胞衰老和腸癌具有顯著作用。

隨著年齡的增長，人體大腦和肌肉逐漸衰老，同時伴隨一系列疾病的發(fā)生，包括癡呆癥患病率的全球性上升。因此，認識到健康老齡化過程中的認知變化至關重要。早期研究顯示，腸道菌群可能對衰老過程中的認知和身體功能產生重要影響。

最近，英國倫敦國王學院的研究人員在“Nature Communications”期刊上發(fā)表了一項重要研究。該研究探討了腸道微生物群調節(jié)對肌肉功能和認知的影響。研究持續(xù)了12周，期間參與者每天補充纖維，這改變了腸道菌群結構，增加了雙歧桿菌等有益菌的豐度。結果發(fā)現(xiàn)，這一干預措施顯著增強了大腦健康、改善了記憶力，并提升了認知表現(xiàn)。該研究采用安慰劑對照雙盲隨機對照試驗設計，分析了36對60歲及以上的雙胞胎，他們被隨機分配接受安慰劑或纖維補充劑。此外，所有參與者都進行了阻力訓練并服用了改善肌肉功能的蛋白質補充劑。研究結果為腸道微生物群與健康老齡化之間的關系提供了新的見解。
研究發(fā)現(xiàn)，攝入菊粉和低聚果糖補充劑后，參與者的腸道菌群組成發(fā)生了顯著變化，尤其體現(xiàn)在雙歧桿菌等有益菌數(shù)量的增加上。此外，經過大腦功能測試發(fā)現(xiàn)，接受菊粉和低聚果糖補充劑的參與者，在特定認知測試——配對學習中的錯誤數(shù)量顯著減少。這種特殊的認知測試具有臨床意義，因為它與阿爾茨海默病的早期標志密切相關。

此外，接受菊粉和低聚果糖補充劑的參與者，在反應時間和處理速度方面展現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢。這些能力在日常生活中的諸多場景中至關重要，比如對交通狀況的迅速反應或避免簡單的摔倒事故。然而，遺憾的是，這些補充劑并未對肌肉力量產生明顯影響。盡管如此，研究人員對此次僅在短短12周內就觀察到這些顯著變化的結果感到非常興奮。他們認為，這為提升老年人的大腦健康和記憶力帶來了巨大的希望，同時也揭示了腸-腦軸的奧秘，為更健康、更長壽的生活方式提供了新的途徑。

另外，美國伊利諾伊大學的一項新研究也發(fā)現(xiàn)了類似的效果。
該研究顯示，補充膳食纖維可以減輕老年小鼠的小膠質細胞炎癥，從而抑制有害物質的生成。這一發(fā)現(xiàn)進一步印證了膳食纖維在維護大腦健康方面的積極作用。研究人員建議老年人增加富含膳食纖維食物的攝入，以延緩大腦功能的衰退。

值得一提的是，膳食纖維在健康飲食中扮演著不可或缺的角色。它能夠促進腸道內有益細菌的生長，而這些細菌在消化纖維時會產生包括丁酸鹽在內的多種短鏈脂肪酸。科學家已經通過動物模型證明，丁酸鹽類藥物具有抗炎和提高記憶力的效果。而伊利諾伊大學的新研究則揭示，通過食物攝入足夠的膳食纖維，同樣可以達到與服用丁酸鹽類藥物相似的效果。

此項研究成果已在《免疫學前沿》雜志上發(fā)表。研究團隊分別給成年小鼠和老年小鼠喂食了膳食纖維含量不同的食物，為期4周。隨后，他們檢測了小鼠血液中的丁酸鹽和其他短鏈脂肪酸水平、腸道炎癥狀況以及大腦小膠質細胞的基因表達情況。結果顯示，增加膳食纖維的攝入可以平衡與年齡相關的腸道微生物群失調，提升老年小鼠血液中的丁酸鹽和其他短鏈脂肪酸水平。這不僅顯著減少了小鼠腸道的炎癥反應，還減輕了大腦小膠質細胞中促炎細胞因子的表達，增強了細胞的抗炎能力，從而抑制了有害化學物質的生成，并延緩了大腦功能的衰退。
這一研究雖然在小鼠身上展開，但其結果同樣適用于人類。研究人員建議，老年人應增加富含膳食纖維食物的攝入，以提升體內丁酸鹽水平。這不僅有益于消化系統(tǒng)健康，更能有效延緩大腦功能的衰退。此外，美國研究人員在《神經科學快報》上發(fā)布的綜述文章，進一步闡釋了高纖維飲食在維護大腦健康方面的作用。該綜述整合了胃腸病學和神經科學領域的多項研究證據，提出腸道中高纖維飲食的代謝可改變大腦中的基因表達，從而預防神經退行性變并促進再生。

那么，結腸中的能量產生與大腦健康究竟有何關聯(lián)呢？事實上，許多腦部疾病都存在能量生產過程的不平衡問題。大腦作為身體中最耗能的器官之一，每天高達20%的能量攝入都以葡萄糖的形式被消耗。有效降低葡萄糖利用率，可能是嚴重大腦疾?。ㄈ绨柎暮Ｄ习Y）的先兆和預測因素。

丁酸鹽，無論是通過飲食還是藥理途徑獲取，都顯示出作為大腦能量替代來源的巨大潛力。它不僅能直接和間接改善線粒體活性，還能增加組蛋白乙?；M而促進前生存、前再生和前可塑性基因的表達。在藥理研究中常用的丁酸鈉鹽形式——丁酸鈉(NaB)，更是一種眾所周知的HDAC抑制劑，能顯著增加組蛋白乙酰化，防止神經元細胞死亡，并延長小鼠壽命。

另外，日本筑波大學的研究團隊也在國際知名醫(yī)學期刊《營養(yǎng)神經科學》上發(fā)布了一項研究成果。他們對4000余名40至64歲的日本成年人進行了長達35年的飲食與癡呆癥關系跟蹤評估。結果顯示，膳食纖維攝入量最高的人群患癡呆癥的風險顯著降低。
隨后，研究者深入探討了兩種纖維類型——可溶性纖維和不溶性纖維的差異?？扇苄岳w維，主要存在于燕麥和豆類中，對腸道益生菌的平衡至關重要；而不溶性纖維，主要來源于全谷物和蔬菜，它有助于腸道的順暢蠕動。研究結果顯示，可溶性纖維與降低癡呆癥風險之間的關聯(lián)更為顯著。研究者推測，這可能是因為可溶性纖維能夠調節(jié)腸道菌群，進而影響大腦功能。盡管具體的作用機制還有待進一步研究，但不可否認的是，膳食纖維，特別是可溶性膳食纖維，對于降低癡呆癥患病風險具有重要意義。
此外，徐州醫(yī)科大學江蘇省免疫與代謝重點實驗室的于英華教授和鄭葵陽教授團隊在Microbiome雜志上發(fā)表的新研究也揭示了膳食纖維缺失對認知功能的影響。該研究顯示，經過15周的膳食纖維缺失飲食后，小鼠的認知功能出現(xiàn)明顯障礙，同時伴有體重增加和海馬腦區(qū)CA1區(qū)域突觸密度降低的現(xiàn)象。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，海馬腦區(qū)小膠質細胞的數(shù)目增多，吞噬能力增強，吞噬的突觸數(shù)量也隨之增多。這表明，膳食纖維缺失導致的小膠質細胞介導的突觸丟失是認知功能障礙的重要原因。

為了深入探究這一現(xiàn)象的分子機制，研究人員運用質譜蛋白質組學方法發(fā)現(xiàn)，在膳食纖維缺失飲食的小鼠中，有31種與突觸發(fā)生信號通路相關的蛋白發(fā)生變化，其中鈣/鈣調蛋白依賴性蛋白激酶IIδ（CaMKIIδ）蛋白的表達降低最為顯著。這一發(fā)現(xiàn)進一步證實了膳食纖維缺失對大腦功能的影響。

值得注意的是，腸道菌群在調控大腦功能方面發(fā)揮著關鍵作用。膳食纖維的缺失會影響腸道菌群的組成和多樣性，進而導致腸道炎癥因子的增加、抗菌肽Reg3γ表達的降低以及腸道通透性的增加等一系列腸道功能紊亂的變化。這些變化不僅會影響腸道的健康狀態(tài)，還會進一步影響大腦功能的正常發(fā)揮。因此，保持膳食纖維的充足攝入對于維護腸道菌群的平衡和大腦功能的健康至關重要。
小膠質細胞吞噬突觸增多這一現(xiàn)象，與短鏈脂肪酸的水平密切相關。短鏈脂肪酸，如乙酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽，通過腸道上皮的GPR41和GPR43受體調控宿主的代謝功能。在膳食纖維缺失的飲食條件下，這些短鏈脂肪酸的血清濃度下降了60%。進一步的研究顯示，當GPR41或GPR43受體被敲除時，小鼠的緊密連接蛋白表達降低，腸道通透性增加，同時伴隨著認知功能障礙和海馬突觸密度的減少。

然而，通過連續(xù)15周補充短鏈脂肪酸，可以明顯改善膳食纖維缺失飲食小鼠的認知功能，增加海馬腦區(qū)突觸密度，降低小膠質細胞的激活程度，并部分恢復腸道功能。

此外，某些特定食物也被證實對大腦健康有益。這些食物包括富含維生素C、E和葉酸的蔬菜，如綠色葉菜、胡蘿卜和番茄；富含花青素和類黃酮的水果，如黑莓、草莓和覆盆子；以及富含不飽和脂肪酸和谷氨酸的堅果，如杏仁、核桃和榛子。魚類，如三文魚和沙丁魚，因其富含歐米伽-3脂肪酸，對改善記憶力和思維能力具有顯著效果。全谷類食品，如全麥面包和燕麥片，則因其復合碳水化合物和纖維素的含量豐富，有助于穩(wěn)定血糖并提供持久能量。

值得注意的是，世界衛(wèi)生組織推薦每日纖維攝入量為25~35克。然而，目前美國、英國和中國的平均纖維攝入量均遠低于這一推薦標準。這進一步強調了保持高纖維飲食的重要性。

腸道微生物群在調節(jié)生理過程方面展現(xiàn)出的潛力令人矚目。通過健康、高纖維的飲食來維護腸道健康，不僅有助于預防腸道功能紊亂，還能對大腦功能產生積極影響。這種飲食與微生物群之間的相互作用，無疑為我們揭示了飲食與健康之間復雜而迷人的聯(lián)系。

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