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科学家早就知道人体是各种微生物的“家园”,但直到十多年前,他们才意识到人体微生物群有多么庞大和复杂。在人体微生物群的研究中,肠道细菌是目前最受关注的热点。肠道菌群在人体营养代谢、免疫调节等多个生理过程中扮演着重要角色。
大量研究发现,肠道菌群和肥胖之间存在极强的关联。最初,美国科学家戈登注意到肥胖的人和苗条的人肠道的菌群有较大差异,肥胖者的肠道菌群多样性较低,某些特定种类的细菌数量也更少。
然而,这一结果并不意味着肠道菌群的差异是导致肥胖的原因。为了证明两者之间是否存在因果关系,戈登的团队用无菌小鼠进行了实验。他们找来几对一胖一瘦的双胞胎姐妹,分别收集她们的肠道菌群样本并移植到不同无菌小鼠的肠道内。然后将这些小鼠隔离开,以相同条件饲养。这些小鼠每天吃等量的食物,但是同组小鼠的胖瘦情况和提供细菌的双胞胎一致:从肥胖者身上得到细菌的小鼠体重更重,身体脂肪含量更高。正如预期的那样,肥胖老鼠的肠道微生物群落的多样性也较低。
之后,研究人员把移植了人类肠道菌的胖小鼠和瘦小鼠放在一起饲养,发现胖小鼠很快“减肥”了。研究表明,肥胖的小鼠通过吞食苗条同类的粪便获得了让它们变瘦的细菌。将瘦小鼠的肠道菌群移植到胖小鼠肠道内也能达到这一效果。戈登认为:肥胖老鼠的肠道中缺乏某些微生物,这些微生物恰恰在维持健康体重和正常新陈代谢方面发挥着关键作用。
此后一些对人体肠道菌群的大规模研究发现了一些与体重有重要关联的细菌。例如,美国梅奥诊所一项研究发现,对于采用同样饮食方法和运动方式进行减肥的人,肠道菌群结构是决定减肥效果的关键。体内克里斯坦森氏菌更多的人更容易减肥成功,而小杆菌则能削弱减肥效果。瑞典一项研究则发现,我们血液中的某些氨基酸与体重指数和肠道微生物组成都有很大相关性。
吃出健康菌群
由此看来,健康的肠道菌群或许是保持正常体重的关键。那么,我们如何才能获得健康的肠道菌群呢?
饮食习惯对肠道菌群的构成起到了重要作用,高纤维饮食尤其会影响肠道微生物的种类和数量。膳食纤维只能被生活在结肠中的细菌分解和发酵,并转化為短链脂肪酸。短链脂肪酸降低了结肠的PH值,而PH值又决定了在酸性环境中存活的微生物种类。例如,较低的PH值限制了艰难梭菌等有害细菌的生长。越来越多的研究表明,短链脂肪酸对健康的影响还包括刺激免疫细胞活动和维持正常的血糖、胆固醇水平。
膳食纤维是指不能被人体消化道酶分解的植物成分,主要是非淀粉的多糖,如纤维素和果胶。人体微生物组研究项目“美国肠道”的一份报告显示,每周吃30种以上不同的植物性食品的人拥有最健康的肠道菌群,这些人的肠道菌群中的耐药性基因也最少。
一些水溶性膳食纤维对肠道内有益菌的生长有明显的促进作用,如低聚果糖、低聚半乳糖、低聚木糖等,它们又被称为“益生元”。大蒜、韭菜、洋葱、芦笋和香蕉等食物含有较多益生元,许多蔬菜、水果、豆类和全谷物(如燕麦)都是益生元的良好来源。益生元还被用作食品添加剂,添加到酸奶、配方奶粉和糖果等食品中,有时会在配料表上以“双歧因子”等名称出现。
相比益生元,你或许对“益生菌”这一概念更加熟悉。世界卫生组织在2001年的一份报告将益生菌定义为:当适量摄入时有利于宿主健康的活的微生物。一般认为乳杆菌、双歧杆菌等都属于益生菌,很多发酵食品,如酸奶、泡菜、豆豉等都富含这些细菌。现在,益生菌补充剂和含有益生菌的功能食品已经是很常见的“健康食品”了。商家往往宣称益生菌具有改善肠道健康、缓解便秘及预防感冒等健康支持作用,但事实上,目前还缺乏相关研究证据来支撑这些说法。因此益生菌制剂只能作为膳食补充剂而非药物出售,美国联邦贸易委员会不允许在这些产品的广告中宣称所谓的“疗效”。
那么,我们需不需要益生菌补充剂呢?很多研究都显示,益生菌补充剂对健康的成人和儿童几乎没有影响。不过有专家说,对于微生物群尚未成形的婴幼儿和肠道菌群衰退的老年人而言,适当补充益生菌可能是有用的。此外,在肠内菌群失调时(由于病原体感染或使用抗生素,导致腹泻等症状),补充益生菌有利于恢复菌群平衡。
个性化菌群
饮食影响了肠道菌群构成,反过来,不同结构肠道菌群对食物的反应也千差万别。在一项研究中,研究人员在参与者每食用一种食物后,检测他们的血糖水平变化。一般来说,食物中的碳水化合物结构越简单,就越容易引起血糖剧烈变化,因此精加工谷物比粗粮、高纤维食物更容易造成血糖波动。但每个人的实际反应却千差万别:有人一吃面包就血糖骤升,但食用同为精加工谷物的米饭则不会;米饭会使另一些人血糖剧烈波动,甚至超过吃冰淇淋(含大量精制糖)引发的血糖变化。
研究发现,即使是同卵双胞胎对同一食物的反应也有很大差异,这并不是因为他们的基因,而是因为他们体内的菌群。频繁的血糖峰值与体重增加和糖尿病有关,如果你能找到适合自己肠道菌群的食物,那么你就能更好地保持自己的血糖水平稳定,从而减少肥胖和糖尿病发病风险。
因此,一些科学家希望推广肠道菌群检测,作为一种个性化健康检测手段,获取更多人体健康信息。有几家科技公司已经推出了肠道微生物组测序(即肠道菌群DNA检测)服务,宣称可以根据测序结果为客户提供量身定制的饮食建议,如建议食用有助于控制血糖或有利于某些益生菌生长的食物,改善其肠道菌群组合。
以目前的技术水平而言,这些检测和建议的可靠性实在令人怀疑。有科学家认为,随着人们对微生物群的健康越来越感兴趣,一些公司可能会做出夸大的承诺。肠道微生物组测序应该被视为一项“了解自己”的趣味性科学项目,而不是增进健康的可靠途径。(责任编辑 何若雪)