“生活越來(lái)越好，纖維越來(lái)越少”，這是當(dāng)下社會(huì)普遍面臨的問(wèn)題。隨著生活水平的提升，我們的食物越來(lái)越精細(xì)化，動(dòng)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(shí)，膳食纖維被視為無(wú)營(yíng)養(yǎng)之物，因?yàn)樗炔荒鼙晃改c道消化吸收，也不能提供能量。然而，隨著營(yíng)養(yǎng)學(xué)及相關(guān)科學(xué)的深入發(fā)展，膳食纖維已逐漸被營(yíng)養(yǎng)學(xué)界認(rèn)可，并被列為第七類(lèi)營(yíng)養(yǎng)素，與傳統(tǒng)的六大營(yíng)養(yǎng)素并列。

事實(shí)上，并非所有的碳水化合物都能被消化轉(zhuǎn)化為葡萄糖。那些難以消化的碳水化合物，我們稱(chēng)之為纖維。它是健康飲食的重要組成部分，對(duì)人體的健康發(fā)揮著至關(guān)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(fēng)險(xiǎn)。

那么，膳食纖維究竟是什么呢？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，膳食纖維是自然界中廣泛存在的一種多糖。它主要來(lái)源于植物的細(xì)胞壁，通常與半纖維素、果膠和木質(zhì)素相結(jié)合。這種結(jié)合的方式和程度對(duì)植物源食品的質(zhì)地有著顯著影響。同時(shí)，植物在成熟和后熟過(guò)程中的質(zhì)地變化也與果膠物質(zhì)的變化密切相關(guān)。我們通常可以通過(guò)食用魔芋、燕麥、蕎麥、蘋(píng)果、胡蘿卜等天然食物來(lái)獲取膳食纖維。這些食物中的纖維素是人體所需的重要營(yíng)養(yǎng)來(lái)源之一。

接下來(lái)，讓我們看看一些常見(jiàn)食品的纖維素含量。麥麩的纖維素含量高達(dá)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(lèi)的纖維素含量約為3%，而豆類(lèi)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(lèi)以及菌類(lèi)（特別是松蘑）的纖維素含量都非常高，甚至超過(guò)30%。因此，通過(guò)合理搭配這些高纖維食物，我們可以更好地滿(mǎn)足人體對(duì)膳食纖維的需求。
堅(jiān)果類(lèi)食物也含有一定量的纖維素，具體來(lái)說(shuō)，黑芝麻、松子和杏仁的纖維素含量超過(guò)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(píng)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(lái)源。值得注意的是，谷類(lèi)、薯類(lèi)和豆類(lèi)食物在加工過(guò)程中，由于精度的提高，其纖維素含量會(huì)有所降低。同時(shí)，肉類(lèi)、蛋類(lèi)、奶制品、海鮮以及各類(lèi)軟飲料等幾乎不含纖維素。

接下來(lái)，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(nèi)缺乏分解纖維素的酶，但纖維素在保障人類(lèi)健康和延長(zhǎng)壽命方面卻發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它通過(guò)吸附大量水分來(lái)增加糞便量，促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，加速糞便排泄，從而縮短致癌物質(zhì)在腸道內(nèi)的停留時(shí)間，減少對(duì)腸道的不良刺激，預(yù)防腸癌的發(fā)生。此外，纖維素還有助于腸內(nèi)大腸桿菌合成多種維生素，增加飽食感，防治便秘，以及通過(guò)影響糖的吸收和胰島素的分泌來(lái)調(diào)節(jié)血糖水平。對(duì)于糖尿病患者來(lái)說(shuō)，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(rèn)為是“粗草料”，然而事實(shí)并非如此。纖維具有吸水性，它能使食物殘?jiān)蛎涀兯?，更易通過(guò)消化道。由于食物殘?jiān)隗w內(nèi)滯留時(shí)間縮短，從而降低了感染風(fēng)險(xiǎn)。此外，當(dāng)某些食物特別是肉類(lèi)變質(zhì)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生致癌物質(zhì)并引起細(xì)胞變異，而食物殘?jiān)隗w內(nèi)停留時(shí)間的縮短同樣有助于降低這種風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)于經(jīng)常食用肉類(lèi)的人來(lái)說(shuō)，他們的飲食中纖維含量往往較低，這會(huì)導(dǎo)致食物在腸道中的停留時(shí)間延長(zhǎng)至24至72小時(shí)。在這期間，食物可能出現(xiàn)變質(zhì)，進(jìn)而產(chǎn)生有害物質(zhì)。因此，喜歡食用肉類(lèi)的人群需確保飲食中纖維的充足。

某些特定種類(lèi)的纖維，例如燕麥中的“可溶性纖維”，能與糖類(lèi)分子結(jié)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(yuǎn)強(qiáng)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(dāng)?shù)捏w重。

隨著年齡的增長(zhǎng)，哺乳動(dòng)物大腦中的小膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)長(zhǎng)期處于過(guò)度活躍和發(fā)炎狀態(tài)，產(chǎn)生損害認(rèn)知和運(yùn)動(dòng)功能的化學(xué)物質(zhì)，這是導(dǎo)致記憶和認(rèn)知功能衰退的原因之一。
同時(shí)，我們體內(nèi)約90%的細(xì)胞被認(rèn)為起源于微生物，因此擁有多樣化的微生物群落對(duì)于我們的健康和疾病預(yù)防至關(guān)重要。腸道與大腦之間的聯(lián)系涉及多種機(jī)制，包括神經(jīng)遞質(zhì)的合成、免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié)、表觀遺傳標(biāo)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(zhì)殼。這種淀粉在小腸內(nèi)不會(huì)分解，而會(huì)抵達(dá)結(jié)腸后，在遇到特定微生物時(shí)才被打開(kāi)。在未遇到反應(yīng)微生物群之前，抗性淀粉處于保護(hù)狀態(tài)，保持完整。一旦進(jìn)入微生物群，便開(kāi)始與特定微生物發(fā)生反應(yīng)，為細(xì)胞提供能量。這一過(guò)程被稱(chēng)為發(fā)酵反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生一系列短鏈脂肪酸，即反應(yīng)后的代謝物。其中一種重要的代謝物是丁酸鹽（Butyrate），它對(duì)于預(yù)防腦細(xì)胞衰老和腸癌具有顯著作用。

隨著年齡的增長(zhǎng)，人體大腦和肌肉逐漸衰老，同時(shí)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(rèn)識(shí)到健康老齡化過(guò)程中的認(rèn)知變化至關(guān)重要。早期研究顯示，腸道菌群可能對(duì)衰老過(guò)程中的認(rèn)知和身體功能產(chǎn)生重要影響。

最近，英國(guó)倫敦國(guó)王學(xué)院的研究人員在“Nature Communications”期刊上發(fā)表了一項(xiàng)重要研究。該研究探討了腸道微生物群調(diào)節(jié)對(duì)肌肉功能和認(rèn)知的影響。研究持續(xù)了12周，期間參與者每天補(bǔ)充纖維，這改變了腸道菌群結(jié)構(gòu)，增加了雙歧桿菌等有益菌的豐度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這一干預(yù)措施顯著增強(qiáng)了大腦健康、改善了記憶力，并提升了認(rèn)知表現(xiàn)。該研究采用安慰劑對(duì)照雙盲隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)設(shè)計(jì)，分析了36對(duì)60歲及以上的雙胞胎，他們被隨機(jī)分配接受安慰劑或纖維補(bǔ)充劑。此外，所有參與者都進(jìn)行了阻力訓(xùn)練并服用了改善肌肉功能的蛋白質(zhì)補(bǔ)充劑。研究結(jié)果為腸道微生物群與健康老齡化之間的關(guān)系提供了新的見(jiàn)解。
研究發(fā)現(xiàn)，攝入菊粉和低聚果糖補(bǔ)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(jīng)過(guò)大腦功能測(cè)試發(fā)現(xiàn)，接受菊粉和低聚果糖補(bǔ)充劑的參與者，在特定認(rèn)知測(cè)試——配對(duì)學(xué)習(xí)中的錯(cuò)誤數(shù)量顯著減少。這種特殊的認(rèn)知測(cè)試具有臨床意義，因?yàn)樗c阿爾茨海默病的早期標(biāo)志密切相關(guān)。

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

另外，美國(guó)伊利諾伊大學(xué)的一項(xiàng)新研究也發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似的效果。
該研究顯示，補(bǔ)充膳食纖維可以減輕老年小鼠的小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥，從而抑制有害物質(zhì)的生成。這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步印證了膳食纖維在維護(hù)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(jìn)腸道內(nèi)有益細(xì)菌的生長(zhǎng)，而這些細(xì)菌在消化纖維時(shí)會(huì)產(chǎn)生包括丁酸鹽在內(nèi)的多種短鏈脂肪酸?？茖W(xué)家已經(jīng)通過(guò)動(dòng)物模型證明，丁酸鹽類(lèi)藥物具有抗炎和提高記憶力的效果。而伊利諾伊大學(xué)的新研究則揭示，通過(guò)食物攝入足夠的膳食纖維，同樣可以達(dá)到與服用丁酸鹽類(lèi)藥物相似的效果。

此項(xiàng)研究成果已在《免疫學(xué)前沿》雜志上發(fā)表。研究團(tuán)隊(duì)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(cè)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(zhì)細(xì)胞的基因表達(dá)情況。結(jié)果顯示，增加膳食纖維的攝入可以平衡與年齡相關(guān)的腸道微生物群失調(diào)，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(yīng)，還減輕了大腦小膠質(zhì)細(xì)胞中促炎細(xì)胞因子的表達(dá)，增強(qiáng)了細(xì)胞的抗炎能力，從而抑制了有害化學(xué)物質(zhì)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(kāi)，但其結(jié)果同樣適用于人類(lèi)。研究人員建議，老年人應(yīng)增加富含膳食纖維食物的攝入，以提升體內(nèi)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(guó)研究人員在《神經(jīng)科學(xué)快報(bào)》上發(fā)布的綜述文章，進(jìn)一步闡釋了高纖維飲食在維護(hù)大腦健康方面的作用。該綜述整合了胃腸病學(xué)和神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的多項(xiàng)研究證據(jù)，提出腸道中高纖維飲食的代謝可改變大腦中的基因表達(dá)，從而預(yù)防神經(jīng)退行性變并促進(jìn)再生。

那么，結(jié)腸中的能量產(chǎn)生與大腦健康究竟有何關(guān)聯(lián)呢？事實(shí)上，許多腦部疾病都存在能量生產(chǎn)過(guò)程的不平衡問(wèn)題。大腦作為身體中最耗能的器官之一，每天高達(dá)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(yán)重大腦疾病（如阿爾茨海默氏癥）的先兆和預(yù)測(cè)因素。

丁酸鹽，無(wú)論是通過(guò)飲食還是藥理途徑獲取，都顯示出作為大腦能量替代來(lái)源的巨大潛力。它不僅能直接和間接改善線(xiàn)粒體活性，還能增加組蛋白乙?；?，進(jìn)而促進(jìn)前生存、前再生和前可塑性基因的表達(dá)。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(jīng)元細(xì)胞死亡，并延長(zhǎng)小鼠壽命。

另外，日本筑波大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)也在國(guó)際知名醫(yī)學(xué)期刊《營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)科學(xué)》上發(fā)布了一項(xiàng)研究成果。他們對(duì)4000余名40至64歲的日本成年人進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)35年的飲食與癡呆癥關(guān)系跟蹤評(píng)估。結(jié)果顯示，膳食纖維攝入量最高的人群患癡呆癥的風(fēng)險(xiǎn)顯著降低。
隨后，研究者深入探討了兩種纖維類(lèi)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(lèi)中，對(duì)腸道益生菌的平衡至關(guān)重要；而不溶性纖維，主要來(lái)源于全谷物和蔬菜，它有助于腸道的順暢蠕動(dòng)。研究結(jié)果顯示，可溶性纖維與降低癡呆癥風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)聯(lián)更為顯著。研究者推測(cè)，這可能是因?yàn)榭扇苄岳w維能夠調(diào)節(jié)腸道菌群，進(jìn)而影響大腦功能。盡管具體的作用機(jī)制還有待進(jìn)一步研究，但不可否認(rèn)的是，膳食纖維，特別是可溶性膳食纖維，對(duì)于降低癡呆癥患病風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。
此外，徐州醫(yī)科大學(xué)江蘇省免疫與代謝重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的于英華教授和鄭葵陽(yáng)教授團(tuán)隊(duì)在Microbiome雜志上發(fā)表的新研究也揭示了膳食纖維缺失對(duì)認(rèn)知功能的影響。該研究顯示，經(jīng)過(guò)15周的膳食纖維缺失飲食后，小鼠的認(rèn)知功能出現(xiàn)明顯障礙，同時(shí)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(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，海馬腦區(qū)小膠質(zhì)細(xì)胞的數(shù)目增多，吞噬能力增強(qiáng)，吞噬的突觸數(shù)量也隨之增多。這表明，膳食纖維缺失導(dǎo)致的小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的突觸丟失是認(rèn)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(jī)制，研究人員運(yùn)用質(zhì)譜蛋白質(zhì)組學(xué)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(hào)通路相關(guān)的蛋白發(fā)生變化，其中鈣/鈣調(diào)蛋白依賴(lài)性蛋白激酶IIδ（CaMKIIδ）蛋白的表達(dá)降低最為顯著。這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步證實(shí)了膳食纖維缺失對(duì)大腦功能的影響。

值得注意的是，腸道菌群在調(diào)控大腦功能方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。膳食纖維的缺失會(huì)影響腸道菌群的組成和多樣性，進(jìn)而導(dǎo)致腸道炎癥因子的增加、抗菌肽Reg3γ表達(dá)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(huì)影響腸道的健康狀態(tài)，還會(huì)進(jìn)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(duì)于維護(hù)腸道菌群的平衡和大腦功能的健康至關(guān)重要。
小膠質(zhì)細(xì)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(guān)。短鏈脂肪酸，如乙酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽，通過(guò)腸道上皮的GPR41和GPR43受體調(diào)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(jìn)一步的研究顯示，當(dāng)GPR41或GPR43受體被敲除時(shí)，小鼠的緊密連接蛋白表達(dá)降低，腸道通透性增加，同時(shí)伴隨著認(rèn)知功能障礙和海馬突觸密度的減少。

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

此外，某些特定食物也被證實(shí)對(duì)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(lèi)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(jiān)果，如杏仁、核桃和榛子。魚(yú)類(lèi)，如三文魚(yú)和沙丁魚(yú)，因其富含歐米伽-3脂肪酸，對(duì)改善記憶力和思維能力具有顯著效果。全谷類(lèi)食品，如全麥面包和燕麥片，則因其復(fù)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(guó)、英國(guó)和中國(guó)的平均纖維攝入量均遠(yuǎn)低于這一推薦標(biāo)準(zhǔn)。這進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了保持高纖維飲食的重要性。

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

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