營養(yǎng)研究的一個重要里程碑是人們認識到了食物是由脂肪、蛋白質和碳水化合物組成的，而這3大物質是人體能量的來源。隨著微生態(tài)學的發(fā)展，人們逐漸又想知道，這3大物質的攝入對我們腸道微生物群會有什么影響？如何調整膳食結構，讓我們體內(nèi)益生菌群體得到“壯大”？本期，理中歸元與您一起探討這些問題。
碳水化合物
每天大概有20~60g的抗性淀粉和低聚糖等膳食碳水化合物可避免宿主酶的消化到達結腸。改變碳水化合物的攝入量及類型可明顯而迅速地影響受試者腸道微生物及其代謝產(chǎn)物。
抗性淀粉(RS)能夠避免小腸的消化，到達結腸并在微生物的作用下發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸，改善腸道環(huán)境，目前國內(nèi)外對抗性淀粉影響腸道微生態(tài)的研究逐步深入。在一項人類膳食干預實驗中，當受試者從正常飲食轉向抗性淀粉豐富的飲食后，布氏瘤胃球菌數(shù)量增加了2倍左右。
功能性低聚糖是一類不能被人體酶解、在小腸中不被吸收的低聚糖，廣泛存在于自然界中，它們可以到達大腸產(chǎn)生大量短鏈脂肪酸，具有促進雙歧桿菌、乳酸桿菌增殖，抑制腸桿菌、沙門氏菌等腸道有害菌的生理功能，是典型的益生元，其中對低聚果糖和低聚半乳糖的研究最為廣泛。
體外實驗顯示低聚果糖能夠快速發(fā)酵產(chǎn)氣，并較阿拉伯膠、豌豆表皮纖維及混合纖維(阿拉伯膠、豌豆皮纖維，低聚果糖和菊粉)產(chǎn)生更多的短鏈脂肪酸，降低體系pH值，人類飲食實驗中補充的菊粉與低聚果糖混合物能夠刺激雙歧桿菌，尤其是青春雙歧桿菌和普拉梭菌增殖；另一研究顯示，補充低聚果糖后，雙歧桿菌和產(chǎn)氣柯林斯菌增殖，產(chǎn)生的乳酸還可以被霍氏真桿菌繼續(xù)轉化為丁酸。
低聚半乳糖(GOS)是母乳中一種重要成分，早期就有研究顯示12g/kg(以體質量計)的低聚半乳糖補充劑量即可有助于抑制病原細菌的生長，減緩腸道菌紊亂，目前許多配方奶粉含有低聚半乳糖，但實際上配方奶粉和母乳喂養(yǎng)的嬰兒腸道增殖細菌種類仍有所不同，低聚半乳糖補充劑能夠剌激雙歧桿菌尤其是青春雙歧桿菌和鏈狀雙歧桿菌，也有報道稱其增加了成年人普拉梭菌的數(shù)量，該菌具有抗腸道炎癥的特性。
蛋白質
每天大約有12~18g蛋白質可抵達人體結腸，這些蛋白質包括膳食蛋白質殘渣和小腸分泌的酶類，其中蛋白質殘渣的含量約為攝入蛋白的10%，其比例取決于食用的蛋白質的種類和數(shù)量。目前評價膳食蛋白質對腸道微生物組成影響的研究很少，主要關注在發(fā)酵產(chǎn)物變化的測定方面。
Dominika等對糖化豌豆蛋白對人體腸道菌群的影響進行了研究，糖化豌豆蛋白能夠影響腸道共生菌的生長，尤其是乳酸桿菌和雙歧桿菌數(shù)量顯著提高，短鏈脂肪酸水平也相應提高。Mills等研究糖化牛血清白蛋白對潰瘍性結腸炎結腸微生物組成及發(fā)酵的影響，并以天然牛血清白蛋白作為對照，結果顯示糖化牛血清白蛋白顯著提高了病人腸道有害菌如擬桿菌、梭狀芽孢桿菌和硫酸鹽還原菌的數(shù)量，雙歧桿菌和直腸真桿菌數(shù)量減少；同時短鏈脂肪酸濃度顯著下降，但對照組短鏈脂肪酸水平明顯提升。
近期一項研究將一系列已知菌株定殖到無菌小鼠腸道中，并每兩周提供分別含酪蛋白、玉米油，玉米淀粉和蔗糖成分的特制飲食，結果顯示飲食的改變可以影響定殖菌種的相對豐富度：特別值得注意的是所有定殖菌種的豐富度均和酪蛋白顯著相關；在代謝產(chǎn)物方面，研究發(fā)現(xiàn)動物蛋白可降低腸道中短鏈脂肪酸的濃度，提高腸道pH值和支鏈脂肪酸及氨的濃度；高紅肉消耗人群糞便中硫化物和氮亞硝基化合物及甲酚的濃度升高。
目前許多控制體重和減肥的方法多采用高蛋白飲食，這會促進腸道有害發(fā)酵產(chǎn)物的生成，威脅腸道健康。碳水化合物的補充可以促進細菌繁殖，限制蛋白質的利用，從而減少上述有害代謝產(chǎn)物的生成。例如抗性淀粉的加入提高了糞便中短鏈脂肪酸的含量，并降低了蛋白質代謝產(chǎn)物支鏈脂肪酸、氨和酚類的濃度；阿拉伯糖、低聚木糖能夠顯著影響大腸中蛋白質-碳水化合物發(fā)酵平衡，增加結腸內(nèi)容物短鏈脂肪酸含量，減少蛋白質水解有害產(chǎn)物對甲酚和苯酚的含量。
脂肪
膳食脂肪主要在小腸內(nèi)吸收，一項研究顯示，13C標記的膳食脂肪酸7%可隨糞便排出體外，膳食脂肪對人類腸道菌群影響的研究相對較少。高脂飲食相對于低脂飲食，糞便中短鏈脂肪酸濃度顯著降低，丁酸濃度和雙歧桿菌數(shù)量減少尤為明顯，該研究中高脂肪飲食碳水化合物含量低，低脂肪飲食中碳水化合物含量高，而碳水化合物成分對微生物及其活動均有顯著影響，該實驗未能明確影響微生物組成和代謝的決定性因素是膳食中的高脂肪，還是較低濃度的碳水化合物，亦或是兩者協(xié)調作用。
研究顯示，高脂飲食的小鼠腸道中擬桿菌數(shù)量明顯減少，直腸真桿菌、球形梭菌作為優(yōu)勢菌群，而雙歧桿菌數(shù)量也均有減少。Zhang等研究發(fā)現(xiàn)，高脂膳食誘發(fā)小鼠肥胖過程中，其腸道微生物發(fā)生了顯著改變，且這種反應是可逆的，即恢復正常飲食后肥胖體征未變化，而腸道微生物區(qū)系與對照組無差異。限制西方飲食中脂肪的攝入量后，實驗小鼠腸道擬桿菌豐富度上升，柔膜菌和直腸真桿菌數(shù)量降低。有研究者以添加魚油的高脂飼料（n-3多不飽和脂肪酸）作對比，進行了關于高n-6多不飽和脂肪酸飲食對老年小鼠腸道微生態(tài)影響的研究。結果顯示，n-6多不飽和脂肪酸可促進細菌過度繁殖，抑制擬桿菌和硬壁菌門的細菌繁殖，引起老年小鼠腸道微生態(tài)失調；魚油的添加可“修復”這種失調，恢復腸道正常菌群組成，高脂飲食引起了腸道輕微炎癥反應，氧化應激性提高，同時加劇了胃腸道微生態(tài)失衡的產(chǎn)生。
動物實驗研究表明，高脂肪、無碳水化合物飲食對人體健康的負面影響可以通過添加益生元進行改善。實驗證明，在高脂飲食中添加小麥低聚木糖可恢復雙歧桿菌的數(shù)量，提高葡萄糖耐量，降低促炎細胞因子的表達，高脂飲食導致羅氏菌數(shù)量明顯降低，而其數(shù)量與體質量增加，膽固醇血癥以及脂肪酸吸收代謝相關基因的表達存在顯著負相關，通過加入阿拉伯木聚糖可恢復羅氏菌的數(shù)量，雙歧桿菌數(shù)量有所提高，炎癥因子水平隨之降低。
營養(yǎng)與微生態(tài)
理中歸元認為，膳食結構的改變能夠顯著影響腸道健康，含有高非消化性碳水化合物，即膳食纖維和糖醇類的飲食顯然對腸道健康更有益，這些成分可以到達結腸，被微生物利用、發(fā)酵。飲食中益生元的添加能夠促進腸道中益生菌的增殖，刺激短鏈脂肪酸的生成，降低腸道pH值，抑制病原菌腸道微生態(tài)與人體健康息息相關，可以通過飲食干預對其進行有效調節(jié)。
參考資料：
1、張晶，譚小麗，劉雄. 膳食主成分對腸道微生物的影響研究進展[J].《食品科學》，2015，36(5)：305-309.
2、MILLS DJ S.TUOHY KM.BOOTH J.et al.Dietary glycated proteinmodulates the colonic microbiota towards a more detrimental compasition inulcerative colitis patients and non-ulcerative colitis subjects[J].Journal ofApplied Microbiology.2008,105(3):706-714.
文/Amy 編輯/卿葉返回搜狐，查看更多
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