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医学科普：挑食的肠道菌群
医学科普：挑食的肠道菌群
图片来源：techexplorist
我们选择食物，可能由于各种各样的原因，包括个人喜好、获得途径、价格和是否有益健康。但在《细胞》上发表的一项新研究表明，我们还应该考虑体内肠道微生物的偏好。
人肠道中的细菌，统称为肠道微生物群，以食物中的纤维和其他化合物为生。“纤维”是由糖基构成的分子（多糖）的总称，但目前我们还不清楚这些植物多糖如何影响各种肠道益生菌的生长。
虽然我们知道，食用大量不同植物性食物的人拥有更多样化、更健康的肠道菌群，但我们对哪种细菌更喜欢哪种食物知之甚少。
为了找出每种细菌偏好的食物，研究者们在无菌条件下饲养小鼠，并给它们引入了20种不同的人类肠道细菌。在试验开始时，所有的小鼠都有一组相似的肠道菌群。随后他们用通常的高脂肪、低纤维饮食喂养这些小鼠。此外，他们还给小鼠提供了34种由水果和蔬菜制成的纯纤维制剂。
研究人员发现了饮食如何改变小鼠的肠道菌群。不同的细菌偏好不同的纤维补充剂，当它们最喜欢的食物出现时，这些细菌在肠道菌群中的占比就会增加。例如，在试验结束时，大量食用豌豆纤维的小鼠体内一种名为多形拟杆菌（Bacteroides thetaiotaomicron）的占比要显著高于其他细菌。
但是纤维并不是一种单一的化合物，通常包含多种长链多糖，而这些肠道细菌能对它们进行降解。为了找出是哪种多糖分子导致特定微生物数量的增加，研究人员对多种细菌开展了实验。例如，多形拟杆菌数量的增加是由豌豆纤维分子中的阿拉伯糖引起的。
多形拟杆菌。图片来源：Kathryn Cross & Nikki Horn, Institute of Food Research
由于，肠道菌群是由数十亿个细菌组成的复杂群落。因此，我们有必要了解自己吃下去的食物是如何影响整个肠道菌群，而不仅仅是单个菌种。同时，只提供一种特定类型的纤维，也并不能保证特定的细菌就能吃掉它。另外，如果两种存在竞争的细菌（一种是有益菌，另一种可能是有害菌）偏爱同一种食物，又如何确保有益菌获得更多的食物并更快繁殖呢？
为了了解哪些微生物会优先选择营养物质，研究人员让不同种类的细菌进行食物竞争。另外，他们使用带有荧光标记的人造食物颗粒来喂养小鼠，以观察小鼠肠道内细菌代谢的纤维类型，以及是否会相互影响。
正如他们所预料的，当有提供给细菌的食物有限时，细菌间会为了某些特定的纤维而竞争。而更重要的是，研究人员发现一些细菌能适应环境的变化，当偏爱同种纤维的多种细菌同时存在时，有一些会转而选择其他的食物。
这意味着什么呢？这表明，肠道中某些细菌更容易适应饮食的变化，这可能有助于建立一个适应能力更强的肠道菌群。
我们越来越清楚地认识到，饮食对肠道微生物组成的长远影响，会进而对机体的营养和健康产生巨大的影响。但距离真正了解食物对肠道细菌的影响以及肠道细菌如何影响人体的健康，还需要进行很多研究工作。
文章的作者和来自伦敦国王学院、麻省总医院、斯坦福大学等的研究人员合作，进行了全球最大的肠道菌群研究(PREDICT)，调查不同人及他们的肠道菌群对不同食物的反应。目前已有的结果显示，不同个体对同一种食物会表现出巨大的差异。即使基因组完全相同和成长环境大部分相同的同卵双胞胎，对同样的食物也会有非常不同的反应。
更令人惊讶的是，相较于没有血缘关系的人，同卵双胞胎的肠道菌群种类相似性只会稍高一点，这可能解释了同卵双胞胎在营养反应上的差异。到研究结束时，科学家们希望通过合作，能够阐明食物与肠道菌群、机体对食物的反应以及和健康之间的复杂关系。
科学家们希望找到一些方法，可以通过改变肠道菌群组成，来控制身体对食物的反应，进而促进人体的健康。而这项发表于《细胞》的研究显示的不同类型纤维和细菌之间的关系，最终可能用于生产定向改造微生物的食品，以增加肠道中特定有益细菌的数量，并丰富肠道微生物的多样性。
在小鼠试验中，许多用于测试的纤维补充剂是由水果和蔬菜的表皮制成的，而这些果蔬皮是做菜和果汁时剩下残渣。这些产品很容易地放入食品中，用来提供可持续的、廉价的纤维。但在我们开始以这种方式调整的肠道菌群之前，需要知道如何安全地鼓励“好”细菌，并控制“坏”细菌，从而构建出何时正确平衡的肠道菌群。
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人肠道中的细菌，统称为肠道微生物群，以食物中的纤维和其他化合物为生。“纤维”是由糖基构成的分子（多糖）的总称，但目前我们还不清楚这些植物多糖如何影响各种肠道益生菌的生长。
虽然我们知道，食用大量不同植物性食物的人拥有更多样化、更健康的肠道菌群，但我们对哪种细菌更喜欢哪种食物知之甚少。
为了找出每种细菌偏好的食物，研究者们在无菌条件下饲养小鼠，并给它们引入了20种不同的人类肠道细菌。在试验开始时，所有的小鼠都有一组相似的肠道菌群。随后他们用通常的高脂肪、低纤维饮食喂养这些小鼠。此外，他们还给小鼠提供了34种由水果和蔬菜制成的纯纤维制剂。
研究人员发现了饮食如何改变小鼠的肠道菌群。不同的细菌偏好不同的纤维补充剂，当它们最喜欢的食物出现时，这些细菌在肠道菌群中的占比就会增加。例如，在试验结束时，大量食用豌豆纤维的小鼠体内一种名为多形拟杆菌（Bacteroides thetaiotaomicron）的占比要显著高于其他细菌。
但是纤维并不是一种单一的化合物，通常包含多种长链多糖，而这些肠道细菌能对它们进行降解。为了找出是哪种多糖分子导致特定微生物数量的增加，研究人员对多种细菌开展了实验。例如，多形拟杆菌数量的增加是由豌豆纤维分子中的阿拉伯糖引起的。
由于，肠道菌群是由数十亿个细菌组成的复杂群落。因此，我们有必要了解自己吃下去的食物是如何影响整个肠道菌群，而不仅仅是单个菌种。同时，只提供一种特定类型的纤维，也并不能保证特定的细菌就能吃掉它。另外，如果两种存在竞争的细菌（一种是有益菌，另一种可能是有害菌）偏爱同一种食物，又如何确保有益菌获得更多的食物并更快繁殖呢？
为了了解哪些微生物会优先选择营养物质，研究人员让不同种类的细菌进行食物竞争。另外，他们使用带有荧光标记的人造食物颗粒来喂养小鼠，以观察小鼠肠道内细菌代谢的纤维类型，以及是否会相互影响。
正如他们所预料的，当有提供给细菌的食物有限时，细菌间会为了某些特定的纤维而竞争。而更重要的是，研究人员发现一些细菌能适应环境的变化，当偏爱同种纤维的多种细菌同时存在时，有一些会转而选择其他的食物。
这意味着什么呢？这表明，肠道中某些细菌更容易适应饮食的变化，这可能有助于建立一个适应能力更强的肠道菌群。
我们越来越清楚地认识到，饮食对肠道微生物组成的长远影响，会进而对机体的营养和健康产生巨大的影响。但距离真正了解食物对肠道细菌的影响以及肠道细菌如何影响人体的健康，还需要进行很多研究工作。
文章的作者和来自伦敦国王学院、麻省总医院、斯坦福大学等的研究人员合作，进行了全球最大的肠道菌群研究(PREDICT)，调查不同人及他们的肠道菌群对不同食物的反应。目前已有的结果显示，不同个体对同一种食物会表现出巨大的差异。即使基因组完全相同和成长环境大部分相同的同卵双胞胎，对同样的食物也会有非常不同的反应。
更令人惊讶的是，相较于没有血缘关系的人，同卵双胞胎的肠道菌群种类相似性只会稍高一点，这可能解释了同卵双胞胎在营养反应上的差异。到研究结束时，科学家们希望通过合作，能够阐明食物与肠道菌群、机体对食物的反应以及和健康之间的复杂关系。
科学家们希望找到一些方法，可以通过改变肠道菌群组成，来控制身体对食物的反应，进而促进人体的健康。而这项发表于《细胞》的研究显示的不同类型纤维和细菌之间的关系，最终可能用于生产定向改造微生物的食品，以增加肠道中特定有益细菌的数量，并丰富肠道微生物的多样性。
在小鼠试验中，许多用于测试的纤维补充剂是由水果和蔬菜的表皮制成的，而这些果蔬皮是做菜和果汁时剩下残渣。这些产品很容易地放入食品中，用来提供可持续的、廉价的纤维。但在我们开始以这种方式调整的肠道菌群之前，需要知道如何安全地鼓励“好”细菌，并控制“坏”细菌，从而构建出何时正确平衡的肠道菌群。
听说，打赏我的人最后都找到了真爱。
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