缺乏膳食纤维,肠道细菌会反过来“吃你”

  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

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  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1000种,DNA容量是人类基因组的150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。黏液是粘膜系统的一部分,对于防御外源病原物入侵有着重要意义。

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  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Eric Martens和卢森堡卫生研究所的Mahesh Desai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。

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  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1600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。

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  总结

  肠道微生物以纤维为食物,一旦缺乏纤维,它们会开始降解黏液。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。

  参考资料:

  Eating fiber keeps gut microbes from eating you

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