近日,加州大學(xué)戴維斯分校健康研究人員揭示了腸道微生物消化膳食纖維后產(chǎn)生的副產(chǎn)物如何幫助腸細(xì)胞保持腸道健康。這項重要的研究再次表明重建腸道菌群平衡是一個潛在治療靶點,同時也加深了我們對腸道菌群與膳食纖維之間復(fù)雜相互作用。 定居于腸道中的數(shù)十萬億腸道微生物是我們體內(nèi)的一個“隱形器官”,它們參與許多重要的生理功能,如食物的消化和新陳代謝,幫助宿主抵抗感染等等。眾所周知,不同微生物群之間在腸道內(nèi)上演著曠日持久的戰(zhàn)爭,有益微生物產(chǎn)生的信號促使腸道限制可能導(dǎo)致潛在有害微生物擴(kuò)增的資源。 腸道微生物能夠代謝難以消化的膳食纖維,并產(chǎn)生短鏈脂肪酸,后者促進(jìn)大腸細(xì)胞最大限度地利用氧氣,從而限制擴(kuò)散到腸腔中的氧氣量。有趣的是,能夠分解纖維的有益腸道細(xì)菌不能在富含氧氣的環(huán)境中生存。 保持腸道健康的最佳方法之一可能是用我們腸道中的膳食纖維飼養(yǎng)那些有益微生物。膳食纖維是它們首選的食源來源。 膳食纖維對于人體健康至關(guān)重要,有著治療便秘、預(yù)防膽結(jié)石、控制體重等好處,與蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素、礦物質(zhì)與水6大營養(yǎng)素并列。一旦膳食纖維攝取過少,易增加腸癌、便秘等疾病的發(fā)病率。 除了我們自身,缺乏膳食纖維,對寄生在我們腸道內(nèi)的微生物群會產(chǎn)生什么影響呢?最新一篇發(fā)表在《Cell》期刊的文章證實,缺乏纖維會導(dǎo)致腸道微生物處于“饑餓”狀態(tài),從而迫使它們吃我們! 一旦腸道菌群結(jié)構(gòu)和種類遭到破壞,紊亂的微生物系統(tǒng)易引發(fā)肥胖、糖尿病、肝臟疾病、炎癥性腸病、腸易激綜合征、腹瀉、哮喘、自閉癥、多發(fā)性硬化癥甚至于衰老。腸道微生物多集中于腸道黏液層。黏液是粘膜系統(tǒng)的一部分,對于防御外源病原物入侵有著重要意義。缺乏纖維,腸道菌群會蠶食黏液和腸壁。 來自于密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院微生物學(xué)的副教授Eric Martens和盧森堡衛(wèi)生研究所的Mahesh Desai帶領(lǐng)團(tuán)隊完成了這一研究。它們構(gòu)建了無菌小鼠,并培養(yǎng)在無菌環(huán)境中。這意味著,這些小鼠腸道內(nèi)并沒有微生物群。隨后,研究人員將14種正常存在于人類腸道中的細(xì)菌移植入無菌小鼠中。 通過基因組測序技術(shù),研究人員能夠追蹤每一個細(xì)菌的進(jìn)化模式。他們借助無菌處理和遺傳技術(shù),試圖解析不同膳食結(jié)構(gòu)(富含纖維、不含纖維)對細(xì)菌活動的影響。 研究人員定制了3種食物:含有15%纖維的食物;富含可溶性纖維的食物(類似于膳食補(bǔ)充劑);不含有纖維的食物。他們以不同的食物喂養(yǎng)試驗小鼠,并用大腸桿菌感染它們。 1 ---饑餓菌群“蠶食”腸壁 富含15%纖維的食物喂養(yǎng)的小鼠,它們腸道被感染的程度最輕。因為它們腸道黏液層較厚,可以防御細(xì)菌入侵。但是,如果小鼠攝取的是不含有纖維的食物,它們體內(nèi)的腸道菌群會因為饑餓而“吃”黏液。一旦長期缺乏纖維,腸道菌群甚至于會“蠶食”腸壁。而且,使用富含可溶性纖維食物的小鼠,它們體內(nèi)的腸道菌群依然會呈現(xiàn)出“饑餓”狀態(tài)。 2 ---酶類降解 同時,腸道菌群會為了消化碳水化合物而分泌1600種不同的酶類。一旦缺乏纖維,腸道菌群會傾向于生成降解黏液的酶類,從而造成黏液層變薄。 腸道微生物以纖維為食物,一旦缺乏纖維,它們會開始降解黏液。對于正常的腸道,黏液的生成和降解處于穩(wěn)態(tài)。但是缺乏纖維,黏液的降解速率會比生成速度快。這無疑會增加腸道被感染的幾率。這項研究提醒我們,均衡膳食合理補(bǔ)充纖維的重要性,因為一旦缺乏纖維,腸道菌會吃你! |
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