原创 学术经纬 学术经纬 2024-06-30 08:05 上海
在我们的肠道中，有着不计其数的肠道微生物，这些看不见摸不着的细菌、真菌甚至是病毒构成了一个复杂的微生物组环境，其中许多微生物与人类是互利共生的关系。以肠道菌为例，它们能通过食物代谢产生维生素B、维生素K，以及短链脂肪酸等人体所需的分子，帮助降低肠道和身体炎症水平，同时也能刺激免疫系统，抵御病原体入侵。近些年来，肠-脑轴相关研究也揭示出肠道与大脑的相互作用，以及肠道对大脑的调控机制，而肠道菌就是其中关键的一环。
也正因如此，生活习惯、饮食或药物对肠道菌造成的影响不会只局限于肠道。近期，《自然-医学》的一篇论文就发现，肠道菌群改变会为糖尿病的发生埋下隐患，研究团队借助来自全球不同地区超8000名志愿者的肠道微生物数据，开展了迄今最全面的2型糖尿病与微生物组的分析。
他们发现，有19种细菌种类与2型糖尿病风险有关。总体来看，2型糖尿病患者的肠道菌群会产生更多造成免疫原性的分子，丁酸发酵减少，糖酵解过程被扰乱。研究特别提到了普雷沃菌（Prevotella copri），糖尿病患者体内这种菌的水平往往过多，它们会代谢产生高水平的支链氨基酸，这种氨基酸已经被许多研究证实与肥胖、糖尿病风险提升有关。作者推测肠道菌的变化可能会早于糖尿病症状出现，通过及时补充那些减少的菌种或许可以降低糖尿病风险。
▲研究发现微生物组的变化与糖尿病风险有关（图片来源：参考资料[1]）
除了补充特定肠道菌的干预策略，我们日常就能做到的肠道菌保护方式其实很简单，那便是 “吃好喝好”！这并不是说要吃得多么高级，而是要做到荤素均衡，做不到这一点肠道菌会从有利转变成有害。
色氨酸是一类通过食物获得的必需氨基酸，而它大量存在于肉、蛋、奶类食物中，因此每日补充这类食物是必不可少的。但如果你只吃肉，色氨酸的确是补充够了，但它们在肠道代谢中却往有害的方向越走越远了。
《自然-微生物学》的一项研究就提到了肠道菌的营养争夺大战——色氨酸竞争。肠道菌中有许多种类都会吸收色氨酸进行营养代谢，比如我们熟知的大肠杆菌（Escherichia coli），此外生孢梭菌（Clostridium sporogenes）也是摄取色氨酸的主力军。不同的是两者的色氨酸代谢产物不同，前者产生吲哚，后者则产生3-吲哚乙酸（ILA）和3-吲哚丙酸（IPA），就是这么一点点区别，结局却完全不一样。
吲哚的过度累积往往是有害的，慢性肾病的发生往往与吲哚水平过高有关。而ILA与IPA却能保护肠道黏膜，降低炎症水平，同时提升人体对饮食抗原的耐受。如果只食用肉类，一度地为它们提供大量的色氨酸，那么吲哚的水平会持续保持高水平。
那么有一个方式改变这种局面吗？研究给出了肯定的回答，多从蔬果中补充膳食纤维。纤维的加入不会直接影响大肠杆菌，但是喜爱纤维的多形拟杆菌（Bacteroides thetaiotaomicron）却有了大量纤维代谢的来源，它会不断将纤维分解成单糖释放到周围。
图片来源：123RF
大肠杆菌察觉到单糖分子后，立马转变了态度，因为相比色氨酸，它更爱碳水化合物。于是多余的色氨酸就流向了生孢梭菌，而生孢梭菌的色氨酸代谢并不会受到单糖水平的影响，它们仍然会继续生产ILA与IPA，对个体产生更多有益影响。
作者指出，膳食纤维的补充不仅可以影响肠道菌群的组成，也可以改变肠道菌的代谢行为。合理搭配不同的食物类型，将有助于更健康的肠道，从而降低肠道菌相关的疾病发生风险。
参考资料：
[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