原創 學術經緯 學術經緯 2024-06-30 08:05 上海
在我們的腸道中，有着不計其數的腸道微生物，這些看不見摸不着的細菌、真菌甚至是病毒構成了一個複雜的微生物組環境，其中許多微生物與人類是互利共生的關系。以腸道菌為例，它們能通過食物代謝産生維生素B、維生素K，以及短鍊脂肪酸等人體所需的分子，幫助降低腸道和身體發炎水準，同時也能刺激免疫系統，抵禦病原體入侵。近些年來，腸-腦軸相關研究也揭示出腸道與大腦的互相作用，以及腸道對大腦的調控機制，而腸道菌就是其中關鍵的一環。
也正因如此，生活習慣、飲食或藥物對腸道菌造成的影響不會隻局限于腸道。近期，《自然-醫學》的一篇論文就發現，腸道菌群改變會為糖尿病的發生埋下隐患，研究團隊借助來自全球不同地區超8000名志願者的腸道微生物資料，開展了迄今最全面的2型糖尿病與微生物組的分析。
他們發現，有19種細菌種類與2型糖尿病風險有關。總體來看，2型糖尿病患者的腸道菌群會産生更多造成免疫原性的分子，丁酸發酵減少，糖酵解過程被擾亂。研究特别提到了普雷沃菌（Prevotella copri），糖尿病患者體内這種菌的水準往往過多，它們會代謝産生高水準的支鍊氨基酸，這種氨基酸已經被許多研究證明與肥胖、糖尿病風險提升有關。作者推測腸道菌的變化可能會早于糖尿病症狀出現，通過及時補充那些減少的菌種或許可以降低糖尿病風險。
▲研究發現微生物組的變化與糖尿病風險有關（圖檔來源：參考資料[1]）
除了補充特定腸道菌的幹預政策，我們日常就能做到的腸道菌保護方式其實很簡單，那便是 “吃好喝好”！這并不是說要吃得多麼進階，而是要做到葷素均衡，做不到這一點腸道菌會從有利轉變成有害。
色氨酸是一類通過食物獲得的必需氨基酸，而它大量存在于肉、蛋、奶類食物中，是以每日補充這類食物是必不可少的。但如果你隻吃肉，色氨酸的确是補充夠了，但它們在腸道代謝中卻往有害的方向越走越遠了。
《自然-微生物學》的一項研究就提到了腸道菌的營養争奪大戰——色氨酸競争。腸道菌中有許多種類都會吸收色氨酸進行營養代謝，比如我們熟知的大腸杆菌（Escherichia coli），此外生孢梭菌（Clostridium sporogenes）也是攝取色氨酸的主力軍。不同的是兩者的色氨酸代謝産物不同，前者産生吲哚，後者則産生3-吲哚乙酸（ILA）和3-吲哚丙酸（IPA），就是這麼一點點差別，結局卻完全不一樣。
吲哚的過度累積往往是有害的，慢性腎病的發生往往與吲哚水準過高有關。而ILA與IPA卻能保護腸道黏膜，降低發炎水準，同時提升人體對飲食抗原的耐受。如果隻食用肉類，一度地為它們提供大量的色氨酸，那麼吲哚的水準會持續保持高水準。
那麼有一個方式改變這種局面嗎？研究給出了肯定的回答，多從蔬果中補充膳食纖維。纖維的加入不會直接影響大腸杆菌，但是喜愛纖維的多形拟杆菌（Bacteroides thetaiotaomicron）卻有了大量纖維代謝的來源，它會不斷将纖維分解成單糖釋放到周圍。
圖檔來源：123RF
大腸杆菌察覺到單糖分子後，立馬轉變了态度，因為相比色氨酸，它更愛碳水化合物。于是多餘的色氨酸就流向了生孢梭菌，而生孢梭菌的色氨酸代謝并不會受到單糖水準的影響，它們仍然會繼續生産ILA與IPA，對個體産生更多有益影響。
作者指出，膳食纖維的補充不僅可以影響腸道菌群的組成，也可以改變腸道菌的代謝行為。合理搭配不同的食物類型，将有助于更健康的腸道，進而降低腸道菌相關的疾病發生風險。
參考資料：
[1] Dietary fibre directs microbial tryptophan metabolism via metabolic interactions in the gut microbiota, Nature Microbiology (2024). DOI: 10.1038/s41564-024-01737-3.
[2] Mei, Z et al. Strain-Specific gut microbial signatures in Type 2 Diabetes Revealed by a Cross-Cohort Analysis of 8,117 Metagenomes, Nature Medicine (2024). DOI: 10.1038/s41591-024-03067-7