揭秘腸道微生物群與微量營(yíng)養(yǎng)素的密切關(guān)系:拯救“隱形饑餓”
微量營(yíng)養(yǎng)素缺乏或稱之為“隱性饑餓”,是目前一個(gè)嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問(wèn)題,會(huì)對(duì)兒童發(fā)育及成人健康造成嚴(yán)重后果。
傳統(tǒng)的治療和預(yù)防方法,有些時(shí)候并是很有效,并且可能產(chǎn)生不良副作用(例如補(bǔ)鐵引起的消化問(wèn)題)。
腸道細(xì)菌與微量營(yíng)養(yǎng)素間存在重要的相互作用
許多研究發(fā)現(xiàn)腸道中的共生細(xì)菌可以增加特定微量營(yíng)養(yǎng)素的生物利用度,特別是通過(guò)去除抗?fàn)I養(yǎng)化合物(例如植酸鹽和多酚),或通過(guò)合成維生素。
腸道黏膜是抵御病原體的第一道防線。腸黏膜微生物群有助于增強(qiáng)腸上皮的完整性并更好地吸收微量營(yíng)養(yǎng)素。
細(xì)菌代謝還依賴于從腸道環(huán)境中獲取的微量營(yíng)養(yǎng)素,常駐細(xì)菌可能會(huì)競(jìng)爭(zhēng)或協(xié)作以維持微量營(yíng)養(yǎng)素穩(wěn)態(tài)。因此,腸道微生物群的組成可以通過(guò)微量營(yíng)養(yǎng)素的可用性來(lái)調(diào)節(jié)。
本文匯集了有關(guān)微量營(yíng)養(yǎng)素和腸道微生物群之間雙向關(guān)系的最新知識(shí),重點(diǎn)關(guān)注鐵、鋅、維生素A和葉酸(維生素B9),因?yàn)檫@些缺乏癥是全球范圍內(nèi)的比較嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問(wèn)題。
目錄
1.微量營(yíng)養(yǎng)素缺乏
2.微量營(yíng)養(yǎng)素與宿主健康
3.營(yíng)養(yǎng)素與細(xì)菌的相互作用:以鐵為例
4.細(xì)菌在鋅生物利用中的作用
5.微生物群與宿主葉酸間的關(guān)聯(lián)
6.微生物群與維生素A的相互作用
7.改善人體微量營(yíng)養(yǎng)素的建議
8.結(jié)語(yǔ)
01、微量營(yíng)養(yǎng)素缺乏
微量營(yíng)養(yǎng)素,包括礦物質(zhì)和維生素,是每天只需要少量的物質(zhì),但對(duì)人體代謝至關(guān)重要。
許多人缺乏微量營(yíng)養(yǎng)素
微量營(yíng)養(yǎng)素缺乏在全世界范圍內(nèi)非常普遍,最新估計(jì)表明,3.72億學(xué)齡前兒童和1.20億育齡非孕婦缺乏一種或多種微量營(yíng)養(yǎng)素。
維生素和礦物質(zhì)缺乏,也被稱為“隱性饑餓”,是一個(gè)嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問(wèn)題,世界各個(gè)國(guó)家都存在,特別是低收入和中等收入國(guó)家的弱勢(shì)群體。
在全球范圍內(nèi),三分之二的婦女和兒童(主要來(lái)自經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)家庭)的飲食中至少缺乏一種微量營(yíng)養(yǎng)素。全球最普遍的微量營(yíng)養(yǎng)素缺乏癥包括鐵、鋅、維生素A和葉酸。
微量營(yíng)養(yǎng)素缺乏會(huì)導(dǎo)致不良健康結(jié)果
微量營(yíng)養(yǎng)素缺乏與多種不良健康結(jié)果相關(guān),例如兒童發(fā)病率和死亡率增加、貧血、發(fā)育遲緩和認(rèn)知缺陷。
雖然存在多種改善個(gè)人或人群微量營(yíng)養(yǎng)素狀況的策略,其中主食強(qiáng)化被認(rèn)為是改善人群微量營(yíng)養(yǎng)素狀況最具成本效益的干預(yù)措施。
然而,由于多種原因,應(yīng)對(duì)微量營(yíng)養(yǎng)素缺乏癥的策略并不總是有效。包括可接受性差(例如,孕婦鐵補(bǔ)充劑)、強(qiáng)化水平差和質(zhì)量控制不足(例如,維生素A強(qiáng)化食用油),強(qiáng)化食品未能惠及最貧困人群。
不同營(yíng)養(yǎng)素的吸收具有差異
微量營(yíng)養(yǎng)素的吸收主要發(fā)生在小腸中,根據(jù)微量營(yíng)養(yǎng)素的不同,具有不同的機(jī)制。
例如,鋅和鐵主要通過(guò)特定的運(yùn)輸載體在十二指腸和空腸中吸收,這些運(yùn)輸載體針對(duì)每種礦物質(zhì)及其形式而異,而葉酸不僅在小腸中被吸收,而且在結(jié)腸中也被吸收,因?yàn)樵谶@兩個(gè)部位都鑒定出了轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。
微量營(yíng)養(yǎng)素的吸收差異很大,例如,鐵充足的男性成年人吸收的鐵攝入量不到5%,而正常條件下攝入的鋅吸收量大于30%。
注:大部分?jǐn)z入的微量營(yíng)養(yǎng)素會(huì)到達(dá)結(jié)腸。
微生物群與微量營(yíng)養(yǎng)素之間存在相互作用
在消化道中,有一個(gè)復(fù)雜的微生物群落,其濃度和多樣性從口腔到結(jié)腸不斷增加。盡管含有其他微生物(病毒、真菌),但大多數(shù)研究都重點(diǎn)關(guān)注細(xì)菌,其中厚壁菌門(mén)、擬桿菌門(mén)、放線菌門(mén)、變形菌門(mén)和疣微菌門(mén)是最重要的。
糞便細(xì)菌組成在個(gè)體之間存在很大差異,并且不僅取決于宿主的遺傳學(xué),還取決于包括飲食在內(nèi)的許多環(huán)境因素。
注:大多數(shù)關(guān)于食物對(duì)腸道微生物群影響的研究都集中在大量營(yíng)養(yǎng)素(脂肪、碳水化合物、蛋白質(zhì))上。
然而,細(xì)菌需要微量營(yíng)養(yǎng)素才能生存。例如,細(xì)菌需要外部來(lái)源的鐵,其中一些甚至開(kāi)發(fā)出特定的機(jī)制,例如轉(zhuǎn)鐵蛋白來(lái)競(jìng)爭(zhēng)鐵源。
相比之下,許多細(xì)菌可以直接合成維生素,例如葉酸(維生素B9),因此不一定需要外部來(lái)源。
細(xì)菌影響微量營(yíng)養(yǎng)素的生物利用度
常駐細(xì)菌可能對(duì)微量營(yíng)養(yǎng)素產(chǎn)生直接作用,影響其對(duì)宿主的生物利用度,或者產(chǎn)生間接作用,例如通過(guò)產(chǎn)生能夠改善上皮健康的代謝物,從而導(dǎo)致更好的吸收。
微量營(yíng)養(yǎng)素影響腸道細(xì)菌的組成和功能
微量營(yíng)養(yǎng)素的消耗反過(guò)來(lái)會(huì)影響腸道細(xì)菌的組成和功能。事實(shí)上,事實(shí)證明,補(bǔ)充鐵可以導(dǎo)致潛在致病性腸桿菌科細(xì)菌的增加,以及被認(rèn)為對(duì)健康具有積極影響的雙歧桿菌科細(xì)菌和乳桿菌科細(xì)菌的減少。
02、微量營(yíng)養(yǎng)素與宿主健康
微量營(yíng)養(yǎng)素在控制人類健康的新陳代謝和組織功能維持中發(fā)揮著核心作用。
然而,盡管人們努力通過(guò)補(bǔ)充食品和飲食多樣化來(lái)增加微量營(yíng)養(yǎng)素的攝入量,全球微量營(yíng)養(yǎng)素缺乏癥的患病率仍然非常高,包括工業(yè)化國(guó)家。
推薦營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入量和攝入上限
Dje Kouadio DK,et al.Crit Rev Food Sci Nutr.2023
上表提出了男性和女性一些推薦營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入量和可耐受的上限攝入水平。
由于維持生長(zhǎng)和補(bǔ)償損失(例如月經(jīng))的需求更高,兒童和婦女受到的影響更大。
缺乏微量營(yíng)養(yǎng)素的癥狀多樣且大部分在晚期
單一微量營(yíng)養(yǎng)素缺乏的臨床癥狀多種多樣,并且通常是具有微量營(yíng)養(yǎng)素特異性的,但一般發(fā)生在缺乏的晚期階段。例如缺鐵性貧血是缺鐵的最后階段。
鐵
缺鐵被認(rèn)為是最常見(jiàn)的微量營(yíng)養(yǎng)素缺乏癥,全世界估計(jì)有超過(guò)20億人缺鐵。它會(huì)導(dǎo)致貧血、免疫功能受損、工作能力下降以及內(nèi)分泌功能受損。
導(dǎo)致鐵缺乏的因素包括:
(1)血紅素鐵攝入量低,其生物利用度高于非血紅素鐵
(2)富含植酸酶或酚類化合物的飲食會(huì)降低生物利用度
(3)慢性炎癥,導(dǎo)致鐵調(diào)素水平升高,下調(diào)鐵吸收
鋅
據(jù)估計(jì),全球有超過(guò)10億人缺鋅,它與兒童生長(zhǎng)遲緩相關(guān),但也會(huì)降低免疫能力,從而增加兒童對(duì)多種疾病的易感性,包括腹瀉、肺炎,也許還有瘧疾。
此外,鋅缺乏似乎會(huì)導(dǎo)致其他微量營(yíng)養(yǎng)素缺乏。
葉酸
據(jù)估計(jì),低收入和中等收入國(guó)家超過(guò)20%的育齡婦女缺乏葉酸。
懷孕期間葉酸攝入不足與胚胎最初幾周的神經(jīng)發(fā)育缺陷有關(guān)。在普通人群中,葉酸缺乏還會(huì)導(dǎo)致巨幼紅細(xì)胞性貧血和神經(jīng)系統(tǒng)癥狀,這些癥狀與維生素B12缺乏癥的癥狀部分重疊。
維生素A
維生素A缺乏不僅會(huì)導(dǎo)致干眼癥和失明,還會(huì)影響免疫功能的許多方面,導(dǎo)致免疫能力下降以及皮膚和上皮完整性降低。
許多低收入和中等收入國(guó)家每半年向5歲以下兒童提供高劑量維生素A補(bǔ)充劑,以降低兒童死亡率,但這種干預(yù)措施的有效性受到質(zhì)疑。
03、營(yíng)養(yǎng)素與細(xì)菌的相互作用:以鐵為例
有關(guān)鐵、細(xì)菌和宿主的相互作用,參考了最近的研究,下面總結(jié)了這種復(fù)雜關(guān)系的關(guān)鍵要素。
鐵的吸收和穩(wěn)態(tài)受到嚴(yán)格調(diào)節(jié)
由于人類無(wú)法主動(dòng)排泄鐵,因此鐵的吸收在十二指腸中受到嚴(yán)格調(diào)節(jié)。
// 血紅素鐵
血紅素鐵和非血紅素鐵通過(guò)兩種不同的途徑吸收,血紅素鐵被十二指腸刷膜邊緣的血紅素載體蛋白1(HCP1) 吸收。
// 非血紅素鐵
非血紅素鐵通常呈三價(jià)鐵形式,不具有生物利用度,必須通過(guò)十二指腸細(xì)胞色素b(DCYTB) 將其還原為二價(jià)鐵形式,然后再由二價(jià)金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 (DMT1) 轉(zhuǎn)運(yùn)到十二指腸刷膜上 。
注:二價(jià)金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的存在已被描述,鐵也在回腸和結(jié)腸中被吸收,但這些吸收位點(diǎn)對(duì)宿主鐵狀態(tài)的貢獻(xiàn)仍不清楚。
鐵進(jìn)入腸上皮細(xì)胞后,儲(chǔ)存在鐵蛋白中,或通過(guò)基底外側(cè)鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白輸出到循環(huán)系統(tǒng)中。
鐵穩(wěn)態(tài)由激素鐵調(diào)素調(diào)節(jié),鐵調(diào)素通過(guò)不同機(jī)制抑制鐵釋放到血漿中。
鐵調(diào)素是由肝臟合成并分泌的富含半胱氨酸的抗菌多肽,在免疫過(guò)程中能夠大量表達(dá)參與免疫反應(yīng);在機(jī)體內(nèi)鐵平衡的調(diào)節(jié)中起到負(fù)性調(diào)節(jié)的作用。
腸道微生物群在鐵吸收中的作用示意圖
Dje Kouadio DK,et al.Crit Rev Food Sci Nutr.2023
細(xì)菌可以通過(guò)不同的機(jī)制獲取鐵
細(xì)菌可以通過(guò)不同的機(jī)制獲取鐵,例如使用稱為鐵載體的鐵特異性螯合劑,鐵載體是化學(xué)性質(zhì)多樣的次級(jí)代謝產(chǎn)物,對(duì)鐵具有高親和力。
由此產(chǎn)生的鐵-鐵載體復(fù)合物通過(guò)特定的外膜蛋白(上圖中的細(xì)菌A)內(nèi)化。細(xì)菌還可以通過(guò)產(chǎn)生具有不同配體結(jié)合位點(diǎn)的外膜受體來(lái)利用其他細(xì)菌產(chǎn)生的鐵載體(上圖中的細(xì)菌B)。
鐵載體在細(xì)菌缺鐵的情況下表達(dá)
鐵載體在細(xì)菌缺鐵的情況下表達(dá),因此不在鐵充足的環(huán)境中表達(dá)。在厭氧條件和低pH值下,鐵主要以二價(jià)鐵的形式存在,可以被細(xì)菌直接轉(zhuǎn)運(yùn),主要通過(guò)專用轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)Feo,由不同的蛋白質(zhì)。
細(xì)菌可以利用宿主鐵化合物
細(xì)菌還可以利用宿主鐵化合物,例如血紅素或轉(zhuǎn)鐵蛋白,它們通過(guò)特定受體轉(zhuǎn)運(yùn)或直接吸收。此外,盡管牛奶中存在的乳鐵蛋白具有抑菌功能,但它也可以被具有特定受體的細(xì)菌利用。
鐵吸收的調(diào)節(jié)對(duì)于細(xì)菌非常重要,因?yàn)殍F在較高濃度下有毒。在許多細(xì)菌物種中,當(dāng)鐵濃度過(guò)高時(shí),鐵吸收調(diào)節(jié)蛋白 (Fur) 會(huì)抑制與鐵吸收相關(guān)的基因轉(zhuǎn)錄。
研究細(xì)菌有助于揭示新的鐵吸收途徑
值得注意的是,大部分關(guān)于細(xì)菌鐵吸收的知識(shí)來(lái)自對(duì)病原菌的研究。長(zhǎng)期以來(lái),人們一直認(rèn)為一些有益菌,例如乳桿菌科的成員,不需要鐵來(lái)生長(zhǎng)。然而已經(jīng)在植物乳桿菌(Lactiplantibacillus plantarum)和清酒乳桿菌(Latilactobacillus sakei)中鑒定出了特定的系統(tǒng)。
研究這些細(xì)菌可能會(huì)揭示新的鐵吸收途徑。在鐵吸收的主要部位十二指腸中,大約有103 個(gè)細(xì)菌/克,低于空腸(104 個(gè)細(xì)菌/克),并且遠(yuǎn)低于結(jié)腸,結(jié)腸中的細(xì)菌數(shù)量高達(dá)1012 個(gè)細(xì)菌/克。
此外,乳桿菌科屬的成員在鐵吸收最多的小腸中數(shù)量眾多,因此這些細(xì)菌對(duì)宿主鐵吸收的作用應(yīng)受到更多關(guān)注,以確定它們是否在鐵的生物利用度中發(fā)揮作用。
鐵對(duì)腸道微生物的影響
鐵對(duì)于許多細(xì)菌來(lái)說(shuō)是必需的,它們的生長(zhǎng)需要鐵。
據(jù)計(jì)算,結(jié)腸中的鐵濃度很高,并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)細(xì)菌生長(zhǎng)的最低要求。但細(xì)菌對(duì)鐵的生物利用度還取決于一系列因素(鐵的形式、鐵形態(tài)、pH值、氧氣水平等)。
不同形式的鐵可用于補(bǔ)充或強(qiáng)化,例如硫酸亞鐵、富馬酸亞鐵或乙二胺四乙酸鐵鈉。由于鐵補(bǔ)充劑中含有的鐵明顯多于人體可以吸收的鐵,因此大量未吸收的鐵會(huì)留在消化道內(nèi)腔中。
?鐵補(bǔ)充劑會(huì)導(dǎo)致潛在致病菌水平升高
多項(xiàng)人類研究表明,鐵補(bǔ)充劑或強(qiáng)化鐵會(huì)導(dǎo)致潛在致病菌水平升高,并導(dǎo)致通常被認(rèn)為是有益細(xì)菌種類減少,例如乳桿菌科成員。
最近一項(xiàng)針對(duì)大鼠的研究還表明,出生后補(bǔ)充鐵會(huì)導(dǎo)致腸道微生物群發(fā)生改變,這種改變會(huì)持續(xù)到成年期。此外,研究表明,抗生素治療后服用鐵劑會(huì)導(dǎo)致腸道細(xì)菌的組成和功能發(fā)生改變。
鐵對(duì)于致病細(xì)菌至關(guān)重要,哺乳動(dòng)物的免疫系統(tǒng)已經(jīng)具備了通過(guò)表達(dá)鐵結(jié)合蛋白(如脂質(zhì)運(yùn)載蛋白-2 或乳鐵蛋白)來(lái)控制細(xì)菌對(duì)鐵的可用性的能力,這種現(xiàn)象稱為“營(yíng)養(yǎng)免疫”。
研究了補(bǔ)充鐵對(duì)腸道微生物群的作用,總的來(lái)說(shuō),根據(jù)所使用的模型(體外、動(dòng)物或人類),結(jié)果似乎有很大不同。
事實(shí)上,在補(bǔ)充鐵期間,乳桿菌科總是減少,這在體外、小鼠和嬰兒中均觀察到。所用鐵的化學(xué)形式似乎對(duì)細(xì)菌組成有不同的影響。此外,出乎意料的是,補(bǔ)充鐵的效果與缺鐵的效果并不直接相反。
腸道細(xì)菌對(duì)鐵生物利用度的影響
對(duì)于細(xì)菌和人體來(lái)說(shuō),非血紅素鐵的生物利用度低于血紅素鐵的生物利用度,因?yàn)樗艿绞澄锘|(zhì)的成分和管腔的物理化學(xué)成分的影響。
?腸道細(xì)菌有助于更好地吸收鐵
事實(shí)上,許多食物基質(zhì)中的非血紅素鐵與抑制劑(例如多酚、纖維或植酸鹽)相連,這些抑制劑可以被專用細(xì)菌酶降解,從而導(dǎo)致更好的鐵吸收。
細(xì)菌還可以通過(guò)發(fā)酵飲食中的不可消化碳水化合物來(lái)產(chǎn)生短鏈脂肪酸,這會(huì)降低管腔pH值,從而將三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵,從而提高其被細(xì)菌和宿主的吸收。
其他一些有機(jī)酸(例如乳酸)是由許多細(xì)菌產(chǎn)生的,存在于整個(gè)消化道中。酸化的腸道環(huán)境還可以降解螯合微量營(yíng)養(yǎng)素的復(fù)合物并促進(jìn)鐵的吸收。
擴(kuò)展閱讀:
人與菌對(duì)鐵的競(jìng)爭(zhēng)吸收 | 塑造并控制腸道潛在病原菌的生長(zhǎng)
應(yīng)對(duì)鐵缺乏的創(chuàng)新策略
考慮到補(bǔ)鐵的依從性低以及腹瀉或便秘等副作用,很多研究已經(jīng)測(cè)試和發(fā)現(xiàn)其他改善鐵狀態(tài)的策略。
它們包括使用益生菌、益生元和后生元等。
?使用益生菌改善鐵狀況
例如,將益生菌植物乳桿菌(Lactiplantibacillus plantarum 299v)與鐵、抗壞血酸和葉酸一起食用,對(duì)健康、非貧血的瑞典孕婦的鐵狀況是安全的,可減少鐵儲(chǔ)備的損失并改善鐵狀況。
在另一項(xiàng)研究中,將果膠組裝成鐵納米顆粒作為基質(zhì),用于植物乳桿菌(Lactiplantibacillus plantarum CIDCA 83114)的遞送。益生菌沒(méi)有毒性,生存能力沒(méi)有減弱,這為用替代的鐵輸送策略對(duì)抗缺鐵提供了新的視角。
?使用益生元幫助鐵的吸收
在大鼠模型中,食用益生元寡糖通過(guò)調(diào)節(jié)腸道微生物群來(lái)增強(qiáng)鐵吸收。攝入益生元后腸道pH值的降低可以幫助鐵的吸收,此外還能以有益的方式改變腸道微生物組成。因此,益生元可以成為改善宿主鐵狀況的良好選擇。
?食用乳鐵蛋白增加鐵的吸收
在肯尼亞嬰兒中,研究表明,與單獨(dú)服用硫酸亞鐵相比,同時(shí)食用無(wú)鐵乳鐵蛋白(脫鐵乳鐵蛋白)和硫酸亞鐵能夠顯著增加鐵的吸收。
注:考慮到乳鐵蛋白對(duì)腸道微生物群的影響,一些學(xué)者認(rèn)為乳鐵蛋白可能在嬰兒鐵配方中有用,因?yàn)樗梢栽黾予F的吸收,同時(shí)可能減輕未吸收的鐵對(duì)腸道微生物群的不利影響。
?使用富鐵微生物
這些預(yù)防和治療缺鐵的新策略可能包括使用富鐵微生物,除了從益生菌攝入中獲益之外,它還可以為宿主提供大量礦物質(zhì)。
在貧血小鼠中已顯示,食用在鐵存在下生長(zhǎng)的酵母能夠提高小鼠的血紅蛋白濃度。在人類中只進(jìn)行了一些嘗試,其中含有富鐵酵母的奶酪的吸收效率不如單獨(dú)含有硫酸鐵的奶酪。
注:還應(yīng)該進(jìn)行補(bǔ)充研究來(lái)評(píng)估富鐵微生物在人類中的應(yīng)用的全部潛力。
小結(jié)
從上面可以明顯看出,腸道細(xì)菌在調(diào)節(jié)宿主鐵的生物利用度方面發(fā)揮著重要作用。然而,宿主因素可以調(diào)節(jié)細(xì)菌對(duì)鐵的吸收,例如,在炎癥的情況下,脂質(zhì)運(yùn)載蛋白將與鐵載體結(jié)合,從而對(duì)抗腸道細(xì)菌對(duì)鐵的捕獲。
最近,有人提出,共生細(xì)菌不僅使用不同的機(jī)制來(lái)釋放和捕獲鐵,而且還在它們自己和它們的宿主之間共享鐵。事實(shí)上,細(xì)菌擴(kuò)散性鐵載體生產(chǎn)的例子可以捕獲鐵,但不能保證這些鐵將被生產(chǎn)細(xì)菌利用,這表明對(duì)可用鐵的共同管理。
04、細(xì)菌在鋅生物利用中的作用
迄今為止,人類對(duì)鋅、宿主和腸道微生物群之間相互作用的研究遠(yuǎn)少于鐵。
★ 人體需要每日攝入鋅
每日攝入鋅補(bǔ)充劑,成人 40 毫克/天,通常被認(rèn)為是安全的。
鋅參與DNA合成、轉(zhuǎn)錄和翻譯等重要過(guò)程。鋅的吸收發(fā)生在十二指腸,涉及跨膜鋅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白Zip4。然后,鋅通過(guò)鋅調(diào)節(jié)蛋白ZnT2-10轉(zhuǎn)運(yùn)至金屬蛋白合成位點(diǎn),或通過(guò)鋅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ZnT1輸出至循環(huán)系統(tǒng)。
與鐵相反,哺乳動(dòng)物缺乏鋅儲(chǔ)存機(jī)制,每日攝入是必不可少的。如果過(guò)量,鋅也可以主動(dòng)排泄,鋅通過(guò)基底外側(cè)的 Zip5/Zip14 蛋白從循環(huán)分配到腸上皮細(xì)胞,并通過(guò)ZnT5從腸上皮細(xì)胞流出到管腔。
腸道微生物群在鋅吸收中的作用示意圖
Dje Kouadio DK,et al.Crit Rev Food Sci Nutr.2023
鋅的轉(zhuǎn)運(yùn)與吸收過(guò)程
在食物中,鋅可以與抗?fàn)I養(yǎng)因子如植酸鹽或多酚絡(luò)合,從而減少其吸收。未被小腸吸收的鋅會(huì)到達(dá)結(jié)腸,并可能被結(jié)腸細(xì)胞吸收,因?yàn)殇\轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白也在結(jié)腸中表達(dá)。
在細(xì)菌中,鋅通過(guò)鋅伴侶蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)至金屬蛋白合成位點(diǎn)。細(xì)菌對(duì)鋅的吸收受鋅吸收抑制因子Zur和鋅流出抑制因子CzrA的調(diào)節(jié)。一些病原菌可以通過(guò)表達(dá)高親和力轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(ZnuABC)來(lái)克服鋅限制條件。
鋅濃度過(guò)高可能對(duì)某些病原菌有毒。與鐵的情況一樣,宿主和病原微生物之間也存在競(jìng)爭(zhēng)。事實(shí)上,宿主還利用營(yíng)養(yǎng)免疫來(lái)通過(guò)產(chǎn)生鈣衛(wèi)蛋白來(lái)限制鋅的生物利用度。
例如,鈣衛(wèi)蛋白在消化道中結(jié)合鋅。
動(dòng)物模型中的鋅狀況和腸道微生物群
鋅缺乏與慢性腹瀉相關(guān)。補(bǔ)鋅對(duì)腸道微生物群的影響主要在動(dòng)物模型中進(jìn)行研究。它已在家禽和養(yǎng)豬業(yè)中以藥物劑量用于減少胃腸道感染和腹瀉。
√鋅具有抗菌活性,能夠減少腹瀉
鋅具有抗菌活性,不同的研究強(qiáng)調(diào)了高劑量的鋅會(huì)引起腸道不同部位(從胃到結(jié)腸)細(xì)菌組成的變化。
在斷奶仔豬中,使用低劑量的鋅可以通過(guò)改善小腸形態(tài)和通透性、增強(qiáng)屏障功能,有效促進(jìn)生長(zhǎng)性能并減少腹瀉。
此外,鋅還能豐富腸道微生物群中的鏈球菌科(Streptococcaceae)和乳桿菌科(Lactobacillaceae),并減少芽孢桿菌和腸道疾病相關(guān)病原體,包括回腸腔中的梭狀芽胞桿菌和克羅諾桿菌。
注:如果缺鋅小鼠補(bǔ)充鋅是有益的,那么過(guò)量的鋅飲食攝入會(huì)改變腸道微生物群并降低對(duì)艱難梭菌感染的抵抗力。
√一些菌屬可以預(yù)測(cè)鋅的充足性
但研究結(jié)果并不一致。事實(shí)上,一項(xiàng)針對(duì)雞的研究表明,瘤胃球菌屬(Ruminococcus)可以預(yù)測(cè)宿主體內(nèi)鋅的充足性。但在一項(xiàng)針對(duì)小鼠的研究中,黑色素桿菌(Melainabacteria)和脫硫弧菌屬(Desulfovibrio)被確定為鋅狀態(tài)的潛在標(biāo)志物。
人體鋅狀況和腸道微生物群
盡管許多代謝過(guò)程都需要鋅,但關(guān)于鋅狀態(tài)或補(bǔ)充劑對(duì)腸道微生物群影響的研究卻很少。
√一些細(xì)菌可以作為鋅缺乏的生物標(biāo)志物
最近的研究表明,盡管缺鋅和鋅充足的學(xué)齡兒童之間的細(xì)菌多樣性相似,但缺鋅兒童的個(gè)體多樣性更高。特別是,糞桿菌(Coprobacter)、醋酸弧菌(Acetivibrio)、副普雷沃氏菌(Paraprevotella)和梭狀芽胞桿菌在缺鋅組中更為豐富。它們可以用作進(jìn)一步臨床診斷鋅缺乏的生物標(biāo)志物,但需要更多的工作來(lái)推廣這一結(jié)果。
鋅的攝入量也會(huì)顯著增加兒童糞便細(xì)菌。在同一項(xiàng)研究中還鑒定出了納米顆??剐约?xì)菌的一些代表。
應(yīng)對(duì)鋅缺乏的創(chuàng)新策略
由于補(bǔ)鋅會(huì)改變腸道微生物群的組成和功能,因此許多研究已經(jīng)研究了鋅與益生菌一起服用的效果。
√鋅與益生菌一起補(bǔ)充
例如,在大鼠中,施用在富鋅培養(yǎng)基中生長(zhǎng)的長(zhǎng)雙歧桿菌(Bifidobacterium longum CCFM1195)比單獨(dú)補(bǔ)充鋅更能有效地增加血漿鋅濃度。
此外,一些細(xì)菌群(如乳桿菌科)的豐度隨著富含鋅的雙歧桿菌的消耗而增加。使用富含硒和鋅的植物乳桿菌對(duì)小鼠進(jìn)行類似的設(shè)計(jì),與對(duì)照組或補(bǔ)充硒鋅的組相比,能夠增加循環(huán)鋅濃度。這種增加伴隨著腸道細(xì)菌組成的改變,乳桿菌科(Lactobacillaceae)的比例增加。
√兒童單獨(dú)補(bǔ)充鋅可能更有效
最近總結(jié)了研究中獲得的數(shù)據(jù),對(duì)于24個(gè)月以下兒童的治療,單獨(dú)補(bǔ)充鋅可能比益生菌更有效;在學(xué)齡前兒童中同時(shí)補(bǔ)充鋅和植物乳桿菌并不比單獨(dú)補(bǔ)充益生菌更有效。因此,鋅和益生菌聯(lián)合給藥的有效性需要更多的人體研究。
使用益生元似乎效率較低,因?yàn)榻o豬施用鋅和馬鈴薯纖維對(duì)大多數(shù)分析指標(biāo)沒(méi)有顯示出任何交互作用。
注:鋅源和纖維補(bǔ)充對(duì)微生物群生態(tài)的影響是獨(dú)立的。
小結(jié)
與鐵的情況一樣,對(duì)鋅狀態(tài)和宿主微生物群的研究主要集中在致病條件上,而對(duì)細(xì)菌在正常情況下的作用知之甚少。
腸道細(xì)菌、鋅和宿主之間的關(guān)系值得更深入地研究,尤其是在人類中。事實(shí)上,富鋅益生菌等有前途的工具正在出現(xiàn),它們代表了治療鋅缺乏癥的替代方案。特別是大劑量、長(zhǎng)期補(bǔ)鋅可能會(huì)干擾鐵和銅的吸收,導(dǎo)致鐵和銅的缺乏。
05、微生物群與宿主葉酸間的關(guān)聯(lián)
葉酸,也可以稱之為維生素B9,是一種水溶性維生素。葉酸在蛋白質(zhì)合成及細(xì)胞分裂與生長(zhǎng)過(guò)程中具有重要作用,對(duì)正常紅細(xì)胞的形成有促進(jìn)作用。
一些共生細(xì)菌已被證明可以合成某些維生素,細(xì)菌也可以成為宿主葉酸的來(lái)源,即使整體貢獻(xiàn)的程度不清楚。同時(shí),葉酸的攝入會(huì)影響腸道微生物群。
葉酸的轉(zhuǎn)運(yùn)與吸收過(guò)程
飲食中的葉酸以單谷氨酸鹽和聚谷氨酸鹽形式存在,它們被腸道結(jié)合物分解為單谷氨酸鹽形式,然后通過(guò)特定的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白偶聯(lián)葉酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(PCFT)在回腸中吸收。
在腸上皮細(xì)胞中,葉酸單谷氨酸轉(zhuǎn)化為活性形式5-甲基四氫葉酸(5-MTHF),它可以被運(yùn)輸?shù)窖h(huán)系統(tǒng)。
注:細(xì)胞葉酸外排可能由多個(gè)耐藥蛋白(MRPs)家族介導(dǎo)。在結(jié)腸中,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了相同的一種受體。
腸道微生物群在葉酸吸收中的作用示意圖
Dje Kouadio DK,et al.Crit Rev Food Sci Nutr.2023
共生細(xì)菌對(duì)宿主葉酸的貢獻(xiàn)
細(xì)菌的生長(zhǎng)需要葉酸,一些細(xì)菌是原養(yǎng)型細(xì)菌,可以從環(huán)境中存在的前體合成葉酸,而營(yíng)養(yǎng)缺陷型細(xì)菌必須從環(huán)境中獲取葉酸。
?腸道細(xì)菌合成葉酸
大量文獻(xiàn)支持細(xì)菌葉酸合成對(duì)宿主葉酸狀態(tài)的重要貢獻(xiàn)。早期研究報(bào)告稱,人類糞便樣本中的葉酸濃度為300-500μg/天,而飲食攝入量低于100μg/天,表明腸道細(xì)菌可以合成葉酸。
事實(shí)上,512個(gè)細(xì)菌基因組的葉酸生物合成能力預(yù)測(cè)表明,其中13%的細(xì)菌基因組包含所有葉酸生物合成相關(guān)基因,而39%的細(xì)菌基因組可以在外部來(lái)源提供額外的對(duì)氨基苯甲酸的情況下合成葉酸。
總而言之,這些數(shù)據(jù)表明腸道微生物群是葉酸的重要來(lái)源,并且飲食等不同因素導(dǎo)致的腸道微生物群組成的變化可能會(huì)影響葉酸的需求。
?腸道細(xì)菌可以轉(zhuǎn)化葉酸以便更好地利用
由于纖維消耗而改變腸道微生物群組成可能導(dǎo)致結(jié)腸內(nèi)容物或循環(huán)中葉酸濃度增加。此外,盡管結(jié)腸中的葉酸吸收比小腸中的葉酸吸收慢100倍,但標(biāo)記的葉酸被專門(mén)包裹在結(jié)腸中并在結(jié)腸中分解,并被納入宿主組織。
腸道細(xì)菌不僅合成可供宿主使用的葉酸,還可以將葉酸轉(zhuǎn)化為更好地被宿主吸收的維生素體,正如秀麗隱桿線蟲(chóng)(Caenorabditis Elegans)模型所證明的那樣,其中細(xì)菌可以將葉酸轉(zhuǎn)化為四氫葉酸。
?微生物代謝葉酸的能力與宿主生理狀況相關(guān)
腸道微生物群的代謝能力不僅取決于其組成,還取決于宿主的生理特征。例如,與成人相比,嬰兒和幼兒腸道微生物群中更頻繁地發(fā)現(xiàn)編碼參與葉酸生物合成的酶的基因。
有趣的是,受營(yíng)養(yǎng)不良影響的兒童的微生物組顯示,參與B族維生素代謝的多個(gè)途徑中的基因豐度顯著降低。此外,在肥胖女性中觀察到葉酸水平較低,同時(shí)產(chǎn)生B族維生素的細(xì)菌也減少。
利用產(chǎn)生葉酸的細(xì)菌來(lái)豐富食物
許多產(chǎn)生葉酸的細(xì)菌被鑒定并成功用于增加發(fā)酵食品的葉酸含量。其中一些細(xì)菌還能夠改善缺乏葉酸飲食的嚙齒動(dòng)物的葉酸狀況。
?產(chǎn)生葉酸的益生菌改善葉酸狀態(tài)并調(diào)節(jié)微生物組成
使用產(chǎn)生葉酸的益生菌可能是改善葉酸狀態(tài)并調(diào)節(jié)腸道微生物群的一種方法。在體外發(fā)現(xiàn)了有希望的結(jié)果,其中產(chǎn)生葉酸的清酒乳桿菌(Latilactobacillus sakei)被證明可以增加短鏈脂肪酸并改變糞便細(xì)菌組成。
在大鼠中,食用使用產(chǎn)生葉酸的植物乳桿菌制備的發(fā)酵奶能夠恢復(fù)正常的葉酸狀態(tài),同時(shí)廣泛改變腸道細(xì)菌組成。
葉酸狀態(tài)對(duì)腸道微生物群的影響
葉酸攝入量對(duì)腸道細(xì)菌的影響并不一致。
?葉酸缺乏可能影響部分動(dòng)物的腸道細(xì)菌組成
在小鼠身上發(fā)現(xiàn)膳食葉酸缺乏不會(huì)影響腸道細(xì)菌組成,可能是一些細(xì)菌可以在缺乏時(shí)產(chǎn)生葉酸,葉酸攝入量的波動(dòng)對(duì)腸道微生物群的影響較小。
然而,在其他動(dòng)物模型中,葉酸攝入改變了腸道微生物群的組成,例如雞和小豬。
?葉酸缺乏影響微生物多樣性
葉酸缺乏也會(huì)影響微生物多樣性,因?yàn)樵谙奚∈笾邪l(fā)現(xiàn),與微量營(yíng)養(yǎng)素充足的飲食相比,葉酸缺乏的飲食在21天后增加了β多樣性,但隨后的14天全飲食治療并沒(méi)有改變這一趨勢(shì)。
小結(jié)
宿主的葉酸狀態(tài)、食物或腸道中的葉酸產(chǎn)生細(xì)菌之間存在多種關(guān)聯(lián)。這種關(guān)聯(lián)通常是矛盾的,但有利于宿主和細(xì)菌區(qū)室之間的密切相互作用,這表明需要進(jìn)行大規(guī)模人類研究,以更好地了解與葉酸可用性和改善人群葉酸狀態(tài)的策略相關(guān)的宿主-微生物群相互作用。
葉酸重要天然來(lái)源有:
花生(246微克/100克)、葵花籽(238微克/100克)、蘆筍(149微克/100克)、生菜(136微克/100克)、一些綠葉蔬菜和柑橘類水果等。
擴(kuò)展閱讀:維生素B9(葉酸)
B族維生素與腸道菌群互作
06、微生物群與維生素A的相互作用
維生素A在免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,包括調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的產(chǎn)生和淋巴細(xì)胞歸巢至粘膜表面。它通過(guò)調(diào)節(jié)腸上皮中免疫細(xì)胞的增殖和分化,直接有助于維持腸道屏障,并在抵抗腸道病原體入侵方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
膳食維生素A以視黃醇和類胡蘿卜素的形式存在,分別存在于動(dòng)物和蔬菜中。
腸道微生物群在維生素A吸收中的作用示意圖
Dje Kouadio DK,et al.Crit Rev Food Sci Nutr.2023
維生素A的吸收過(guò)程
視黃醇和類胡蘿卜素是膳食脂溶性成分,在被腸上皮細(xì)胞吸收之前需要通過(guò)膠束溶解 。在胃和十二指腸中發(fā)生乳化成液滴的階段,類胡蘿卜素和視黃醇的攝取發(fā)生在小腸的上半部。
在腸上皮細(xì)胞中,類胡蘿卜素通過(guò)胡蘿卜素-15,15′-雙加氧酶直接轉(zhuǎn)化為全反式視黃醛。視黃醛可被視黃醛脫氫酶不可逆地轉(zhuǎn)化為具有生物活性的視黃酸分子,或被轉(zhuǎn)化為視黃醇酯,儲(chǔ)存在肝臟中。
微生物對(duì)維生素A生物利用度的影響
腸道微生物群在維生素A代謝中的作用可能依賴于特定酶、脂多糖的產(chǎn)生,脂多糖可能有助于膠束形成或直接吸收,以及膽汁穩(wěn)態(tài)。
?微生物通過(guò)調(diào)節(jié)膽汁酸有利于維生素A的溶解和吸收
一項(xiàng)以綿羊?yàn)槟P偷难芯勘砻鳎拗魑⑸锶和ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)膽汁酸分泌對(duì)維生素A吸收產(chǎn)生影響。在該模型中,膽汁酸水平降低與維生素A吸收減少相關(guān),并與瘤胃球菌科豐度密切相關(guān)。
由乳桿菌(Lactobacillaceae)、雙歧桿菌(Bifidobacterium)、擬桿菌(Bacteroides)或梭菌屬等細(xì)菌產(chǎn)生的二級(jí)或三級(jí)膽汁鹽的分泌可能有利于維生素A的溶解并改善其吸收,因?yàn)槟懼}對(duì)于膠束化過(guò)程至關(guān)重要。
?腸道微生物可以直接和間接影響維生素A代謝
腸道細(xì)菌的基因組具有在動(dòng)物和植物中發(fā)現(xiàn)的不同酶的類似物,這些酶允許乙酰輔酶A通過(guò)甲羥戊酸途徑合成類胡蘿卜素和類維生素A。
此外,來(lái)自擬桿菌(Bacteroides)、腸球菌(Enterococcus)和鏈球菌(Streptococcus)的細(xì)菌具有與宿主BCMO基因相似的brp/blh基因,可以將β-胡蘿卜素轉(zhuǎn)化為全反式視黃醇。
因此,腸道微生物組對(duì)維生素A代謝的影響既包括直接影響(如類胡蘿卜素的合成),也包括間接影響(如調(diào)節(jié)其生物利用度)。
?腸道微生物合成相關(guān)蛋白有助于維生素A轉(zhuǎn)運(yùn)
類胡蘿卜素的生物利用度會(huì)受到各種食物成分的影響,其中食物基質(zhì)中蔬菜的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和組成形成物理屏障,從而限制消化酶的作用。
果膠和一些多酚(例如柚皮素)已被證明可以通過(guò)結(jié)合管腔中的膽固醇和膽汁鹽來(lái)降低類胡蘿卜素的體外生物利用度,從而抑制膠束的形成。
相反,果膠可以被許多共生細(xì)菌降解,并且腸道中的這種降解可能會(huì)增加類胡蘿卜素的生物利用度。
此外,腸道微生物群合成酶或補(bǔ)體蛋白,例如細(xì)菌脂質(zhì)運(yùn)載蛋白,這可能有助于將類維生素A轉(zhuǎn)運(yùn)到腸上皮細(xì)胞中。
?腸道細(xì)菌調(diào)節(jié)宿主視黃醇的代謝
腸道微生物群可以消化膳食纖維,從而釋放 β-胡蘿卜素或其他結(jié)合態(tài)的微量營(yíng)養(yǎng)素。
此外,腸道細(xì)菌群還可以調(diào)節(jié)宿主視黃醇的代謝,調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)免疫反應(yīng)的視黃酸的產(chǎn)生。梭狀芽胞桿菌類細(xì)菌可以通過(guò)抑制基因Rdh7的表達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)腸道上皮中的視黃酸濃度,從而啟動(dòng)視黃醇向視黃酸的轉(zhuǎn)化。
此外,這項(xiàng)研究表明,共生細(xì)菌群落降低了視黃酸的產(chǎn)生,視黃酸的產(chǎn)生通過(guò)肝臟儲(chǔ)存形式的增加來(lái)平衡,并有利于視黃酯途徑,而潛在致病菌則促進(jìn)視黃酸的產(chǎn)生。
維生素A影響微生物群組成:動(dòng)物模型
腸道中維生素A的狀態(tài)和類視黃醇的可用性可以調(diào)節(jié)腸道微生物的組成。
?維生素A調(diào)節(jié)免疫球蛋白的產(chǎn)生幫助保持細(xì)菌穩(wěn)態(tài)
類胡蘿卜素?cái)z入、免疫功能和腸道細(xì)菌穩(wěn)態(tài)之間相互作用的模型,表明維生素A可以通過(guò)調(diào)節(jié)IgA的產(chǎn)生來(lái)有助于保持細(xì)菌穩(wěn)態(tài)。
在動(dòng)物中,與未缺乏維生素A的小鼠相比,缺乏維生素A的小鼠的腸道微生物組成中,以下菌屬的豐度較低:
腸球菌(Enterococcus) ↓↓↓
乳桿菌(Lactobacillaceae) ↓↓↓
艱難梭菌(Clostridium difficile) ↓↓↓
大腸桿菌(Escherichia) ↓↓↓
另一項(xiàng)研究表明,擬桿菌在維生素A缺乏小鼠中的比例較低,維生素A缺乏組和維生素A充足組之間的幾個(gè)細(xì)菌比例不同。在小鼠模型中,維生素A被證明可以調(diào)節(jié)分段絲狀細(xì)菌(SFB)的豐度。
分段絲狀細(xì)菌是一組能夠誘導(dǎo)Th17細(xì)胞分化的細(xì)菌。
維生素A影響腸道微生物群:人群研究
?維生素A的攝入與微生物群多樣性相關(guān)
類胡蘿卜素的攝入量和狀態(tài)與更大的微生物群多樣性和有益細(xì)菌豐度的增加有關(guān)。
例如,在孕婦中,類胡蘿卜素的攝入量和血漿濃度與腸道微生物群的α多樣性呈正相關(guān)。
?維生素A影響免疫反應(yīng)
維生素A對(duì)腸道微生物群組成的調(diào)節(jié)可能作為調(diào)節(jié)腸道免疫反應(yīng)的間接途徑。
例如,維生素A在體外和體內(nèi)均被證明可以抑制諾如病毒(急性胃腸炎最常見(jiàn)的病毒因子)的復(fù)制,并且這種抑制似乎是通過(guò)微生物組變化直接或間接發(fā)生的,特別是腸道中的乳桿菌科。
?改善疾病患者的微生物組成
在潰瘍性結(jié)腸炎患者中,攝入維生素A有益,可導(dǎo)致微生物群組成發(fā)生顯著變化。
在自閉癥兒童中,維生素A補(bǔ)充劑增加了擬桿菌目細(xì)菌的比例,并減少了雙歧桿菌屬的細(xì)菌比例。
有趣的是,一項(xiàng)針對(duì)306名孟加拉國(guó)新生兒的研究表明,與安慰劑相比,補(bǔ)充維生素A增加了男孩雙歧桿菌的豐度,而這種差異在女孩中并未觀察到。
對(duì)這些嬰兒直至2歲的隨訪表明,女孩中放線菌相對(duì)豐度與血漿視黃醇呈濃度依賴性正相關(guān),但男孩中則不然。
此外,阿克曼菌(一種與粘膜相關(guān)的細(xì)菌)的相對(duì)豐度也與女孩的血漿視黃醇呈正相關(guān)。
07、改善人體微量營(yíng)養(yǎng)素的建議
微生物群在腸道中參與了微量營(yíng)養(yǎng)素的代謝和吸收,并且可以影響宿主的微量營(yíng)養(yǎng)素狀態(tài)。在這方面,給出以下一些建議:
1、多樣化飲食
攝入多樣化的食物可以為腸道微生物提供更廣泛的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源,從而促進(jìn)微生物群的多樣性和穩(wěn)定性。
建議攝入富含膳食纖維的水果、發(fā)酵食物、蔬菜、全谷類食物以及富含微量營(yíng)養(yǎng)素的食物,如堅(jiān)果和海鮮等。
例如,香蕉鉀含量高,還含有大量維生素 B6 和維生素 C。西蘭花不僅富含維生素 C,還富含維生素 K、鐵、鈣和鉀。
確保攝入足夠的每種維生素和礦物質(zhì)的一個(gè)簡(jiǎn)單方法就是“彩虹飲食”,彩虹飲食顧名思義就是色彩繽紛的蔬菜和水果,它們含有豐富的微量營(yíng)養(yǎng)素,是一種健康趨勢(shì)。每餐可以注意一下,是否有至少三到四種不同顏色的植物性食物,對(duì)于孩子,也可以鼓勵(lì)他們?nèi)ふ也煌念伾?/p>
谷禾健康整理
下表列出了常見(jiàn)的維生素的食物來(lái)源,可供參考。
谷禾健康整理
2、微量營(yíng)養(yǎng)素之間的相互促進(jìn)吸收
維生素D可以增加腸道對(duì)鈣的吸收能力,并促進(jìn)鈣的轉(zhuǎn)運(yùn)到骨骼和其他組織中。
維生素 C 有助于改善植物中鐵的吸收,這對(duì)于素食者來(lái)說(shuō)尤其重要,可以在菠菜沙拉中添加檸檬汁。維生素C通過(guò)提高鐵的溶解度或作為十二指腸細(xì)胞色素B將鐵從鐵還原為鐵的輔助因子,有助于非血紅素鐵的生物利用度。
維生素B12和葉酸之間存在相互依賴的關(guān)系。維生素B12參與葉酸的代謝和激活,而葉酸則有助于維生素B12的合成和利用。
其他如,維生素E是一種脂溶性維生素,需要脂肪的存在來(lái)促進(jìn)其吸收。攝入適量的脂肪可以提高維生素E的吸收率。
微量營(yíng)養(yǎng)素之間的相互作用是復(fù)雜的,并且還受到其他因素的影響,最好的方式是通過(guò)均衡的飲食來(lái)獲取各種微量營(yíng)養(yǎng)素,因?yàn)槭澄镏械奈⒘繝I(yíng)養(yǎng)素通常以復(fù)雜的組合形式存在,相互之間的相互作用更加協(xié)調(diào)和自然。
3、攝入益生菌和益生元
益生菌和益生元是一些有益的微生物和它們的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),可以促進(jìn)腸道的健康和微生物群的平衡。
建議攝入含有益生菌的酸奶、發(fā)酵食品、益生元的食物如洋蔥、大蒜和麥麩等,以支持腸道微生物的生長(zhǎng)和活動(dòng)。
益生菌和益生元可能有助于微量營(yíng)養(yǎng)素的最佳生物利用度,減少負(fù)面影響
例如,益生元低聚半乳糖減輕了補(bǔ)鐵對(duì)嬰兒腸道的不利影響,而羅伊氏乳桿菌與瀉藥氧化鎂結(jié)合使用可以改善兒童的慢性便秘,而不會(huì)導(dǎo)致微生物組失衡。
益生元可以改變腸道微生物群,促進(jìn)產(chǎn)短鏈脂肪酸的菌產(chǎn)生(如雙歧桿菌、乳酸桿菌、真桿菌等),與鈣吸收(在人類和動(dòng)物模型中)、骨密度和強(qiáng)度(在動(dòng)物模型中)增加相關(guān)。
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腸道微生物群與健康:探究發(fā)酵食品、飲食方式、益生菌和后生元的影響
如何調(diào)節(jié)腸道菌群?常見(jiàn)天然物質(zhì)、益生菌、益生元的介紹
如果你要補(bǔ)充益生菌 ——益生菌補(bǔ)充、個(gè)體化、定植指南
4、改善食物中的微量營(yíng)養(yǎng)素含量
一般來(lái)說(shuō),在小谷物食品的自然發(fā)酵中,B族維生素的利用率可能會(huì)增加,并且可能會(huì)產(chǎn)生一些氨基酸,雖然說(shuō)谷物含有一些維生素,但在小谷物食品發(fā)酵過(guò)程中添加乳酸菌或酵母可能會(huì)提高維生素水平。
例如,添加乳酸乳球菌N8 和布拉酵母菌Saccharomyces boulardii SAA655可將 idli 面糊中核黃素和葉酸的濃度提高 40-90%。
注:Idli 是印度的一種傳統(tǒng)發(fā)酵面包,是一種由大米和脫殼黑豆原料的混合物,經(jīng)過(guò)濕磨和傳統(tǒng)發(fā)酵制成的糕點(diǎn)。
盡管小米主要用于制造面粉,但其加工(發(fā)芽和發(fā)酵)會(huì)增加谷物的鐵含量。
5、避免濫用抗生素
抗生素的濫用可能破壞腸道微生物群的平衡,影響微量營(yíng)養(yǎng)素的代謝和吸收。
抗生素還可能導(dǎo)致腸道黏膜的炎癥反應(yīng),進(jìn)一步干擾微量營(yíng)養(yǎng)素的吸收和利用。
在使用抗生素時(shí),建議按照醫(yī)生的指導(dǎo)使用,并且在必要時(shí)采取預(yù)防措施,如同時(shí)攝入益生菌和益生元,以減少對(duì)腸道微生物的不良影響。
6、減少深加工食品,控制糖,管理好壓力
過(guò)度攝入糖或長(zhǎng)期的壓力和焦慮會(huì)對(duì)腸道微生物和宿主營(yíng)養(yǎng)吸收產(chǎn)生不良后果。
深加工食品通常經(jīng)過(guò)多道工序,其中許多有益的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可能被去除或破壞。這些食品通常富含添加劑、防腐劑和高糖分,而這些成分可能會(huì)對(duì)微量營(yíng)養(yǎng)素的吸收和利用產(chǎn)生負(fù)面影響。
通過(guò)減少攝入加工食品、管理壓力等干預(yù)措施,可以幫助改善營(yíng)養(yǎng)吸收和維持良好的微量營(yíng)養(yǎng)素水平。
7、適當(dāng)運(yùn)動(dòng)
運(yùn)動(dòng)可以改善血液循環(huán),增加血液流向腸道和其他組織,從而提高微量營(yíng)養(yǎng)素的輸送和吸收。
運(yùn)動(dòng)還可以提高新陳代謝,提高能量消耗和細(xì)胞代謝的速度。這可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)微量營(yíng)養(yǎng)素的需求增加,從而促進(jìn)其吸收和利用。
8、定期進(jìn)行體檢
定期體檢可以幫助發(fā)現(xiàn)潛在的營(yíng)養(yǎng)和健康問(wèn)題,及早采取措施。
定期進(jìn)行體檢是監(jiān)測(cè)體內(nèi)微量營(yíng)養(yǎng)素的一種方法,但它可能無(wú)法提供詳細(xì)的微量營(yíng)養(yǎng)素水平信息。常規(guī)體檢通常包括血液檢查,可以檢測(cè)一些關(guān)鍵的營(yíng)養(yǎng)素水平,如鐵、維生素B12、維生素D等。對(duì)于有些微量營(yíng)養(yǎng)素,可能需要進(jìn)行特殊的檢測(cè)。
9、個(gè)體化的營(yíng)養(yǎng)咨詢
由于每個(gè)人的腸道微生物群和微量營(yíng)養(yǎng)素狀態(tài)可能存在差異,個(gè)體化的營(yíng)養(yǎng)咨詢和評(píng)估可以幫助確定針對(duì)個(gè)體需求的飲食和營(yíng)養(yǎng)。
結(jié)語(yǔ)
腸道菌群和微量營(yíng)養(yǎng)素之間存在著緊密的關(guān)系和相互作用。腸道菌群中的某些菌種可以幫助合成和吸收微量營(yíng)養(yǎng)素。這些菌種通過(guò)代謝和轉(zhuǎn)化,將食物中的原始形式的微量營(yíng)養(yǎng)素轉(zhuǎn)化為人體可以吸收和利用的活性形式,提供給宿主機(jī)體所需。
同時(shí),適當(dāng)?shù)奈⒘繝I(yíng)養(yǎng)素?cái)z取也對(duì)腸道菌群的平衡和健康至關(guān)重要。一些微量營(yíng)養(yǎng)素,如鋅、鐵等,不僅是腸道菌群的生長(zhǎng)和代謝所必需,還能影響菌群的結(jié)構(gòu)和功能。缺乏這些微量營(yíng)養(yǎng)素可能導(dǎo)致菌群紊亂,而菌群紊亂又可能影響微量營(yíng)養(yǎng)素的吸收和利用。
腸道細(xì)菌對(duì)宿主微量營(yíng)養(yǎng)素狀態(tài)的影響是一個(gè)急需關(guān)注的研究領(lǐng)域。同時(shí)對(duì)微量營(yíng)養(yǎng)素代謝的研究應(yīng)該擴(kuò)大到包括一般腸道微生物組成,而不僅僅是病原菌。
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網(wǎng)址: 揭秘腸道微生物群與微量營(yíng)養(yǎng)素的密切關(guān)系:拯救“隱形饑餓” http://m.u1s5d6.cn/newsview87757.html
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