飲食、腸道菌群和健康之間的關(guān)系

        飲食被認(rèn)為是調(diào)節(jié)腸道微生物群組成和活動(dòng)的重要驅(qū)動(dòng)因素，這反過來又與積極和消極的健康影響有關(guān)。腸道微生物群落的失衡，也被稱為腸道生態(tài)失調(diào)，已知與一系列疾病有關(guān)，包括代謝性疾病和結(jié)直腸癌。

        飲食中的宏量營養(yǎng)素和微量營養(yǎng)素在塑造人體腸道微生物群的組成和功能方面起著重要作用。飲食對(duì)腸道菌群的影響從出生就開始了。在母乳喂養(yǎng)的嬰兒中，腸道微生物群主要由雙歧桿菌群組成，這是利用不易消化的人乳低聚糖所必需的。相比之下，配方奶粉喂養(yǎng)的嬰兒表現(xiàn)出更復(fù)雜的成人腸道微生物群組成。

        在嬰兒中引入固體食物會(huì)導(dǎo)致專性厭氧細(xì)菌種群的擴(kuò)張，這些細(xì)菌能夠代謝更復(fù)雜的多糖。飲食改變腸道微生物群落代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生。居住在農(nóng)村地區(qū)的人通常表現(xiàn)出較高的短鏈脂肪酸水平，這可能是由于食用了較多的膳食纖維。腸道微生物群落從逃避宿主酶消化的膳食化合物中獲取能量，如抗性淀粉、非淀粉多糖、低聚糖和蛋白質(zhì)。

        抗性淀粉是被腸道菌群降解的主要膳食多糖。含有復(fù)雜的細(xì)胞外淀粉降解結(jié)構(gòu)(淀粉體)的細(xì)菌群體能夠降解不能被宿主酶消化的抗性淀粉。被腸道菌群降解的第二大膳食多糖是非淀粉多糖，如纖維素、果膠和菊粉。菊粉和低聚糖主要被厭氧生物利用來支持生長。這些化合物也被用作促進(jìn)雙歧桿菌群落的益生元。

        關(guān)于膳食脂肪，只有7%的攝入量到達(dá)大腸供腸道微生物群使用。膳食脂肪可以通過多種方式影響腸道菌群組成，例如減少微生物多樣性和增加膽汁酸分泌。已知含有高水平飽和脂肪的飲食會(huì)損害免疫功能，誘發(fā)炎癥，破壞腸道屏障完整性，并引發(fā)全身性疾病。膳食蛋白質(zhì)被宿主和細(xì)菌來源的蛋白酶和肽酶降解，產(chǎn)生肽和氨基酸。根據(jù)攝入量的不同，每天約有3 - 18克的膳食蛋白質(zhì)到達(dá)大腸供微生物群使用。從膳食蛋白質(zhì)中產(chǎn)生的肽和氨基酸要么直接摻入微生物蛋白質(zhì)中，要么發(fā)酵為微生物群產(chǎn)生能量。

        氨基酸的發(fā)酵導(dǎo)致氨、主要短鏈脂肪酸和支鏈脂肪酸(BCFAs)的產(chǎn)生，它們通常被用作蛋白質(zhì)發(fā)酵的糞便標(biāo)記物。此外，細(xì)菌對(duì)芳香氨基酸的脫胺作用導(dǎo)致各種酚類化合物的產(chǎn)生。眾所周知，高蛋白飲食的增加會(huì)導(dǎo)致許多健康問題，包括炎癥性疾病和某些類型的癌癥。過量食用高脂肪和高蛋白飲食已被發(fā)現(xiàn)會(huì)增加細(xì)菌毒性代謝物，這與許多健康狀況有關(guān)，包括偏頭痛、過敏綜合征、門脈-系統(tǒng)性腦病和結(jié)直腸癌。