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在提倡健康生活的今天,很多人已经接受了食用膳食纤维的观念。但是我们知道,在这个扭曲的时代,我们提倡什么往往意味着我们缺什么。
大量研究已经表明,每天摄取一定量(克以上)的膳食纤维有助于身体健康。然而,在过去的几十年里,由于我们生活习惯的改变,加工食品和肉类等低纤维食品摄入的越来越多,导致包括肠癌在内的多种疾病激增。
膳食纤维与这些个疾病之间到底是啥关系?膳食纤维到底是如何保护人体远离疾病的?这些个问题的答案一直鲜为人知。
近日,来自密歇根大学医学院EricC.Martens和卢森堡卫生研究所MaheshS.Desai的联合研究团队,通过模式小鼠研究,完整的给我们演绎了膳食纤维、肠道微生物和肠道三者之间的关系。生动地揭示了低膳食纤维饮食背后的一个骇人的秘密:低膳食纤维的饮食习惯,会导致有益肠道微生物「啃食」(实际上是「降解」啦,就是要吓吓那些不爱吃果蔬的)肠道黏膜,使肠道失去保护的屏障,最终肠道病原菌轻易入侵人体。是的,你没看错,是有益肠道微生物「变节」了。这一重要的研究成果刊登在顶级期刊《细胞》(1)上。
小鼠肠道显微图。蓝色的部分为小肠表面的细胞,其中的「杯状细胞」正在分泌形成黏膜的黏液(绿色),正常情况下,绿色的黏膜使厚厚的一层,是保护肠道不受侵染的重要屏障。
实际上我们吃膳食纤维并不完全是为了填饱自己的肚子,也是为了填饱肠道微生物的肚子。寄居在我们肠道里的有益肠道微生物,很多是以膳食纤维为食的。如果我们的食物里面没有膳食纤维,那有益肠道微生物不就饿肚子了么。那它们能坐以待毙么?不能啊。如果遇到的是这种不靠谱的皮囊,有益肠道微生物也没办法了,只能对不起了,它们会将降解纤维素的技能束之高阁,转而大量合成可以降解肠道黏膜的蛋白酶,最终以降解的产物糊口。
肠道微生物那么复杂,科学家是如何发现这个秘密的呢?首先研究人员从无菌动物房里捞出几只无菌小鼠(肠道里也没有微生物);然后把人的14种无害,或者有益肠道微生物移植到无菌的小鼠体内;接下来就是分组,喂食膳食纤维含量不同的食物,同时还用一些有害的病原菌侵染小鼠;最后是观察不同饮食条件下,小鼠肠道黏膜的健康程度。
结果是这样的。那些食物中谷物和蔬菜等膳食纤维含量为15%的小鼠,肠道黏膜很厚实;那些食物中不含膳食纤维(哪怕仅仅只有几顿饭)的小鼠肠道黏膜很薄,且残缺不全,与此同时,这一组小鼠肠道中能降解肠道黏膜的有益微生物数量激增,直接导致肠道黏膜千疮百孔。
当研究人员进一步用一种与大肠杆菌类似的柠檬酸杆菌感染小鼠时。那些食物中膳食纤维含量低,甚至没有膳食纤维的小鼠,会表现出病态,体重也会下降。再去看看它们的肠道,研究人员发现,它们的肠道黏膜较薄,而且不完全,还出现了大面积的炎症。虽然食物中富含膳食纤维的小鼠肠道也出现了感染,但是情况要轻得多。
本研究的基本过程(可点击看大图)。左侧:将人体的14中微生物移植到无菌小鼠体内,给小鼠分别喂食高纤维和无纤维食物,然后用病原物侵染。右侧:不同饮食喂养小鼠的肠道情况,富含纤维饮食小鼠肠道表面的黏膜厚且完整,纤维降解微生物和黏液降解微生物数量平衡,病原物很难入侵;不含纤维饮食小鼠肠道表面的黏膜薄且残缺,黏液降解微生物明显占优势,病原物轻易侵入肠组织内。
密歇根大学医学院副教授Martens说,「通过我们的这个研究,我们发现了膳食纤维、肠道微生物和肠道之间的关系,那就是:如果你胆敢不用膳食纤维供养肠道微生物,它们就敢吃了你。」
不喜欢吃蔬菜的人可能会想,「既然非吃不可,那我就勉为其难地吃可溶性膳食纤维补充剂吧。」对不起,研究人员为你们想到了这一点儿。研究人员特地让小鼠食用了可溶性膳食纤维补充剂,然而,不幸的是,这种高端的保健品并没有什么用。研究人员在这些小鼠肠道内也观察到了黏膜严重受损。
我只能说,那些对我们有益的肠道微生物可能是属狗的,它们并不喜欢喝大骨汤,它们只爱啃骨头。
实际上,我们肠道表面的那层黏膜也一直在自我更新,即在不停的降解和形成(2),但它一直处在一个动态的平衡状态。这个研究发现了低膳食纤维饮食导致降解肠道黏膜的微生物数量激增,导致肠道中黏膜降解酶增多,使肠道黏膜的降解速度远远大于形成的速度。打破了原本的平衡。这才给了病原物可乘之机。
那么这个研究好像除了逼着我们吃蔬菜之外,似乎没有更多的发现。但是研究人员表示,他们希望通过这个研究,可以找到反应肠道黏膜受损程度的生物标志物。因为他们发现食物中膳食纤维含量不同的小鼠肠道中特定的酶,以及微生物的种类和丰度都有特定的差异。所以他们希望可以开发一种检测肠道黏膜受损的方法。
另外,研究人员实际上并不想逼迫不喜欢吃蔬菜的人吃蔬菜,这毕竟是一件让人不悦的事情。所以,他们计划接下来会研究不同的益生元纤维补充剂对肠道微生物的影响。他们甚至想知道,对于长时间不吃蔬菜的小鼠来讲,偶尔吃一顿蔬菜是不是可以保持它们肠道微生物的健康成长。
没有参与这项研究的免疫学家MarkusOllert从中看到了商机,他说,「这个让人兴奋的研究结果,为下一代益生元纤维补充剂开辟了一个新的方向。有可能实现利用益生元纤维补充剂预防或治疗肠道疾病了。」
当然,这又是一个在小鼠体内完成的科学研究,在人体内是否有同样的现象,还需要进一步的研究。但是,今年来很多在小鼠体内发现的现象都在人体内被证实。
实际上,这又是一个饮食对肠道微生物生态平衡影响的研究。简单的讲,就是饮食中不含膳食纤维,断了肠道内一些有益微生物的口粮,那些具备降解肠道黏膜的有益微生物,由于找到了其他形式的食物,数量得以激增。这就导致我们肠道黏膜受损。所以,无论如何,一定要注意食物的多样性,多食果蔬。
参考资料:
DesaiMaheshS,SeekatzAnnaM,KoropatkinNicoleM,KamadaN,HickeyChristinaA,etal..ADietaryFiber-DeprivedGutMicrobiotaDegradestheColonicMucusBarrierandEnhancesPathogenSusceptibility.Cell:-53.e21
JohanssonMEV,SjovallH,HanssonGC..Thegastrointestinalmucussysteminhealthanddisease.NatRevGastroenterolHepatol10:-61
(来源:奇点网-11-21)
膳食纤维对于人体健康至关重要,有着治疗便秘、预防胆结石、控制体重等好处,被营养学界认定为第七类营养素,与蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质与水6大营养素并列。一旦膳食纤维摄取过少,易增加肠癌、便秘等疾病的发病率。
除了我们自身,缺乏膳食纤维,对寄生在我们肠道内的微生物群会产生什么影响呢?最新一篇发表在《Cell》期刊的文章证实,缺乏纤维会导致肠道微生物处于“饥饿”状态,从而迫使它们“吃我们”!
肠道微生物组
人体内共生着数亿万亿计的微生物,它们与我们的健康息息相关,被称为“藏在人体内的黑科技”。其中,95%的微生物组居住在我们的胃肠道中,构成“肠道微生物组”。肠道微生物组中的细菌种类超过0种,DNA容量是人类基因组的倍。2/3肠道菌群因人而异。
肠道微生物组与宿主之间并不是简单的共生关系,它们负责形成免疫屏障防御病原菌入侵,帮助消化肠胃无法吸收的食物,生成一些维生素……。一旦肠道菌群结构和种类遭到破坏,紊乱的微生物系统易引发肥胖、糖尿病、肝脏疾病、炎症性肠病、肠易激综合征、腹泻、哮喘、自闭症、多发性硬化症甚至于衰老。
肠道微生物多集中于肠道黏液层。黏液是黏膜系统的一部分,对于防御外源病原物入侵有着重要意义。
缺乏纤维,肠道菌群会蚕食黏液和肠壁
来自于密歇根大学医学院微生物学的副教授EricMartens和卢森堡卫生研究所的MaheshDesai带领团队完成了这一研究。它们构建了无菌小鼠,并培养在无菌环境中。这意味着,这些小鼠肠道内并没有微生物群。随后,研究人员将14种正常存在于人类肠道中的细菌移植入无菌小鼠中。
通过基因组测序技术,研究人员能够追踪每一个细菌的进化模式。他们借助无菌处理和遗传技术,试图解析不同膳食结构(富含纤维、不含纤维)对细菌活动的影响。
研究人员定制了3种食物:含有15%纤维的食物;富含可溶性纤维的食物(类似于膳食补充剂);不含有纤维的食物。他们以不同的食物喂养试验小鼠,并用大肠杆菌感染它们。
结果发现:富含15%纤维的食物喂养的小鼠,它们肠道被感染的程度最轻。因为它们肠道黏液层较厚,可以防御细菌入侵。但是,如果小鼠摄取的是不含有纤维的食物,它们体内的肠道菌群会因为饥饿而“吃”黏液。一旦长期缺乏纤维,肠道菌群甚至于会“蚕食”肠壁。而且,使用富含可溶性纤维食物的小鼠,它们体内的肠道菌群依然会呈现出“饥饿”状态。
同时,肠道菌群会为了消化碳水化合物而分泌种不同的酶类。一旦缺乏纤维,肠道菌群会倾向于生成降解黏液的酶类,从而造成黏液层变薄。
总结
缺乏纤维,会导致降解黏液的细菌数量增多,分泌更多的降解黏液酶类,从而造成黏液层变薄。对于正常的肠道,黏液的生成和降解处于稳态。但是缺乏纤维,黏液的降解速率会比生成速度快。这无疑会增加肠道被感染的几率。
这一围绕纤维、肠道菌群和肠道屏障系统的研究提醒我们,均衡膳食合理补充纤维的重要性,因为一旦缺乏纤维,肠道菌会“吃你”!
饮食会直接影响肠道菌群,从而很可能会进一步影响肠道黏液以及相关疾病的发生。下一步,Martens和Desai希望研究不同的膳食结构对人类肠道菌群的影响,试图弄清楚低纤维饮食与炎症性肠病等慢性疾病之间的关联性。
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