圖片來自網(wǎng)絡(luò)
越來越多的研究表明腸道微生物在調(diào)節(jié)許多慢性疾病的發(fā)病風(fēng)險中發(fā)揮著重要的作用，包括炎癥性腸病、肥胖、2型糖尿病、心血管疾病和癌癥等等。眾所周知，飲食在塑造腸道菌群的組成中發(fā)揮關(guān)鍵作用，研究發(fā)現(xiàn)，飲食的改變可以在24小時內(nèi)引起腸道菌群發(fā)生很大的變化。因此，通過飲食改變腸道菌群組成可能是一種潛在的有效的疾病治療手段。2017年4月，一篇發(fā)表在《轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)雜志》上的論文系統(tǒng)評估了一些常見的膳食成分對腸道菌群的影響。特定類型的飲食可以對宿主腸道菌群組成產(chǎn)生可預(yù)見的改變，菌群的改變又可影響宿主的免疫和代謝參數(shù)，對人類健康產(chǎn)生廣泛的影響。飲食調(diào)節(jié)機體菌群，腸道菌群與機體健康和疾病密切相關(guān)，熟悉和了解這種相互關(guān)系為我們通過飲食治療疾病與維持人類健康提供了諸多可能。
腸道微生物通過合成維生素和必需氨基酸以及從膳食成分產(chǎn)生重要的代謝產(chǎn)物來促進宿主健康。腸道菌群產(chǎn)生的短鏈脂肪酸（比如乙酸、丙酸和丁酸）是腸道上皮細胞主要的能量來源，可以增強腸道黏膜屏障功能。此外，無菌小鼠的研究表明腸道菌群可以直接促進腸道局部免疫，也可以間接影響宿主的全身免疫。
這些讓我們對于如何修飾腸道菌群的組成產(chǎn)生越來越多的興趣。突然改變飲食，比如變成嚴格的動物性飲食或植物性飲食，可以在24小時內(nèi)改變腸道菌群組成，而在中止后的48小時內(nèi)又回復(fù)到基準水平。此外，給動物飼喂高脂或高糖飲食后的腸道菌群更容易導(dǎo)致晝夜節(jié)律紊亂。研究也表明一些嚴重的系統(tǒng)應(yīng)激和炎癥，比如嚴重?zé)齻T導(dǎo)的炎癥，也可以在一天內(nèi)使腸道菌群發(fā)生劇烈的變化。
圖片來源：Singh et al. J Transl Med (2017) 15:73
膳食營養(yǎng)與腸道微生物
蛋白質(zhì)
蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物是日常飲食中的三大主要營養(yǎng)素。作為機體內(nèi)第一營養(yǎng)要素的蛋白質(zhì)對腸道菌群的影響取決于其來源，不同來源的蛋白質(zhì)對腸道菌群組成產(chǎn)生不同的影響。植物蛋白能夠增加雙歧桿菌和乳桿菌屬的細菌數(shù)目，導(dǎo)致短鏈脂肪酸的增加，進而增強腸道屏障功能，減少炎癥反應(yīng)的發(fā)生。而動物蛋白則導(dǎo)致擬桿菌屬、Alistipes菌屬、嗜膽菌屬和瘤胃球菌屬的細菌數(shù)目增加，而雙歧桿菌屬的細菌數(shù)目減少；這與短鏈脂肪酸的產(chǎn)生減少和氧化三甲胺水平升高有關(guān)，氧化三甲胺可促進動脈粥樣硬化的發(fā)生，增加心血管疾病的風(fēng)險。
一項研究比較了熱量相當(dāng)?shù)母邉游锏鞍罪嬍澈透咛妓衔锔呃w維的植物性飲食發(fā)現(xiàn)，食用植物性飲食的個體體重相對穩(wěn)定，而食用高動物蛋白飲食的個體在3天后體重明顯下降。雖然高蛋白低碳水化合物的飲食可能有助于減肥，但是卻對健康有很大的危害。高蛋白低碳水化合物的飲食導(dǎo)致腸道中羅氏菌屬細菌和直腸真桿菌數(shù)量的減少以及糞便中丁酸水平的降低。炎癥性腸病患者與健康對照相比，糞便中羅氏菌屬細菌和其它產(chǎn)丁酸的細菌數(shù)量也明顯降低，健康對照腸道中的直腸真桿菌是炎癥性腸病患者的10倍多。一項76581位參與者前瞻性研究中發(fā)現(xiàn)，高蛋白特別是動物性蛋白的攝入導(dǎo)致的這種腸道菌群改變與炎癥性腸病風(fēng)險增加有關(guān)。
小鼠研究發(fā)現(xiàn)高蛋白的攝入會增加胰島素樣生長因子1（IGF-1）的水平，這些又與癌癥和糖尿病發(fā)病風(fēng)險以及總死亡率增加有關(guān)。一項研究發(fā)現(xiàn)植物性蛋白飲食比動物性蛋白飲食相比，死亡率更低。因此，長期堅持高蛋白特別是動物蛋白的飲食習(xí)慣也可能會增加結(jié)腸疾病和其它疾病的風(fēng)險。
圖片來源：Singh et al. J Transl Med (2017) 15:73
脂肪
脂肪依據(jù)其類型不同也存在很大差異。高飽和脂肪和反式脂肪的飲食被認為會通過上調(diào)血液總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇水平增加心血管疾病的風(fēng)險。另一方面，一些健康促進的脂肪，比如單不飽和脂肪和多不飽和脂肪，對于緩解慢性疾病的風(fēng)險是非常重要的。典型的西方飲食通常富含飽和脂肪和反式脂肪，而缺乏單不飽和和多不飽和脂肪酸，長期食用可能導(dǎo)致許多健康問題。高脂飲食會增加總的厭氧微生物和擬桿菌的數(shù)目。與基礎(chǔ)水平相比，減少脂肪的攝入會增加糞便中雙歧桿菌的豐度，伴隨著空腹血糖和總膽固醇水平的降低。大鼠研究表明高脂飲食的攝入會導(dǎo)致腸乳桿菌的顯著減少和產(chǎn)乙酸和丙酸的細菌顯著增加，包括梭菌目、擬桿菌屬和腸桿菌目的細菌。腸乳桿菌的豐度與大鼠的脂肪量和體重呈負相關(guān)。
不同類型的脂肪對腸道菌群的影響也不同。研究比較了豬油脂肪和魚油脂肪，發(fā)現(xiàn)豬油喂養(yǎng)的小鼠擬桿菌屬和嗜膽菌屬細菌增多，而魚油喂養(yǎng)的小鼠放線菌門（雙歧桿菌和Adlercreutzia菌）、乳酸菌（乳桿菌和鏈球菌）和疣微菌門（Akkermansia muciniphila）細菌增多。此外，豬油喂養(yǎng)的小鼠與魚油喂養(yǎng)小鼠相比，系統(tǒng)性的TLR激活、白色脂肪組織炎癥增加，胰島素敏感性受損。這種差異部分是由于不同脂肪導(dǎo)致腸道菌群的差異造成的，將豬油喂養(yǎng)的小鼠和魚油喂養(yǎng)的小鼠的腸道菌群轉(zhuǎn)移到抗生素處理的小鼠中，不僅獲得與供體小鼠相似的菌群，也表現(xiàn)出供體小鼠相似的炎癥和代謝表型。豬油中主要為飽和脂肪酸，而魚油中富含不飽和脂肪酸，這些研究表明高飽和脂肪的飲食可能通過TLR信號促進代謝炎癥的發(fā)生。
圖片來源：Singh et al. J Transl Med (2017) 15:73
碳水化合物
可消化吸收的碳水化合物（淀粉、糖類）
碳水化合物是研究調(diào)節(jié)腸道菌群組成的能力最深入的膳食成分。食物中的碳水化合物主要分為兩類：可消化的和不可消化的。可消化的碳水化合物可以在小腸中被酶促分解，包括淀粉和糖類，如葡萄糖、果糖、蔗糖和乳糖。經(jīng)過分解，這些化合物釋放葡萄糖進入血液循環(huán)，刺激胰島素反應(yīng)。給人類以水果的形式補充高含量的葡萄糖、果糖和蔗糖可增加雙歧桿菌的相對豐度，而減少擬桿菌的數(shù)量。在另一項研究中，飲食中添加乳糖也表現(xiàn)出同樣的菌群變化，同時梭狀芽孢桿菌的數(shù)量減少。值得注意的是，許多梭狀芽孢桿菌群XIVa（Clostridium cluster XIVa）細菌與腸易激綜合征有關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，補充乳糖也能增加糞便中有益的短鏈脂肪酸的水平。這一結(jié)果非常意外，因為乳糖通常被認為是一種潛在的胃腸道刺激因子（比如乳糖不耐癥）。更進一步的研究有助于我們澄清乳糖的作用。
糖精、三氯蔗糖和阿斯巴甜是三種常見的人工甜味劑，關(guān)于飲食中添加人工甜味劑也是備受爭議。最初認為，人工甜味劑不僅賦予食物美味，而且具有無熱量或極低熱量的特點，因此通常被認為可以替代天然的糖類，適合需要減肥或患有糖尿病的人群食用。然而，2014年的一項研究表明人工甜味劑可能比葡萄糖和蔗糖更容易誘導(dǎo)葡萄糖耐受不良。有趣的是，人工甜味劑可能是通過改變腸道菌群來起作用。食用糖精的小鼠出現(xiàn)腸道菌群紊亂，擬桿菌的相對含量增加而羅伊氏乳桿菌減少，進而誘導(dǎo)機體代謝功能的紊亂，誘發(fā)代謝性疾病的發(fā)生。這些證據(jù)似乎表明，與傳統(tǒng)認為的想法，人工甜味劑可能比天然糖類更加不健康。
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不可消化的碳水化合物（纖維素）
與可消化的碳水化合物相比，不可消化的碳水化合物包括纖維素和抗性淀粉不能在小腸中被酶促分解。然而，當(dāng)它們進入大腸時會被大腸里的微生物發(fā)酵分解。因此，膳食纖維是一種“微生物可利用的碳水化合物”的好的來源，能被微生物利用，為宿主提供能量和碳源。在這一過程中，它們可以改變腸道環(huán)境。纖維的這種特性使得它成為一種潛在的益生元，益生元就是那些通過選擇性的刺激一種或少數(shù)幾種菌落中的細菌的生長與活性而對宿主產(chǎn)生有益的影響從而改善宿主健康的不可消化的膳食成分。益生元的來源包括大豆、菊粉，未經(jīng)加工的小麥和大麥，生燕麥和不可消化的寡聚糖，如果聚糖、聚葡萄糖、低聚果糖（FOS）、低聚半乳糖（GOS）、低聚木糖（XOS）和低聚阿拉伯糖（AOS）。飲食中缺乏這些物質(zhì)可導(dǎo)致腸道總細菌豐度降低，相反，飲食中富含這些碳水化合物可以增加腸道細菌的豐富度。關(guān)于它們對特定類型細菌的影響，許多研究表明富含不可消化的碳水化合物的食物可增加腸道雙歧桿菌和乳酸菌的數(shù)量。富含全谷物和麥麩的不可消化的碳水化合物飲食與腸道雙歧桿菌和乳桿菌的增加有關(guān)。其它不可消化的碳水化合物，比如抗性淀粉和全谷物大麥，也可增加直腸真桿菌、瘤胃球菌屬和羅氏菌屬細菌的豐度。此外，以低聚果糖、聚葡萄糖和低聚阿拉伯糖為基礎(chǔ)的益生元能降低梭狀芽孢桿菌和腸球菌的數(shù)量。結(jié)直腸腺瘤患者腸道中羅氏菌屬細菌和真桿菌通常較低，而腸桿菌通常較高。研究也發(fā)現(xiàn)，結(jié)直腸腺瘤的人群的飲食中通常缺乏膳食纖維且短鏈脂肪酸的產(chǎn)生較低。
除了影響腸道菌群的組成，益生元也能導(dǎo)致代謝和免疫標記發(fā)生改變，降低促炎癥的細胞因子IL-6和胰島素抵抗。另有研究表明益生元可降低體重和血清甘油三酯、總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇的濃度。
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多酚
膳食多酚，包括兒茶素類、黃酮醇類、黃酮類、花青素、原花青素和酚酸等，由于其抗氧化特性而受到廣泛關(guān)注。常見的富含多酚的食物包括水果、種子、蔬菜、茶葉、可可豆和紅酒等。關(guān)于膳食多酚對腸道菌群的影響，其中變化較大的包括雙歧桿菌和乳酸菌。紅酒多酚可以增加腸道中擬桿菌的相對含量。雙歧桿菌是一種常見的益生菌菌株，具有調(diào)節(jié)免疫、預(yù)防腫瘤和改善炎癥性腸病等健康作用。可可多酚能顯著升高血清高密度脂蛋白膽固醇的水平，而顯著降低血清甘油三酯和C-反應(yīng)蛋白的濃度。此外，水果多酚的抗菌活性研究發(fā)現(xiàn)腸道致病菌金黃色葡萄球菌和鼠傷寒沙門氏菌對這些化合物高度敏感。膳食多酚也能顯著降低致病性的梭狀芽孢桿菌（產(chǎn)氣莢膜梭狀芽孢桿菌和溶組織梭狀芽孢桿菌）的水平。
飲食模式與腸道菌群
現(xiàn)在比較普遍的飲食模式包括西方飲食、無麩質(zhì)飲食、雜食、素食和地中海式飲食，許多研究關(guān)注了這些飲食模式對腸道菌群的影響。
高動物蛋白、高脂和低纖維的西方飲食腸道總細菌數(shù)以及有益的雙歧桿菌和真桿菌的數(shù)目顯著下降。西方飲食也能導(dǎo)致促癌的亞硝胺和炎癥的產(chǎn)生。
食用無麩質(zhì)飲食30天，腸道有益菌雙歧桿菌和乳酸菌的數(shù)量降低，而一些潛在的有害菌數(shù)量增加，特別是大腸桿菌和總的腸桿菌科細菌。另有研究發(fā)現(xiàn)，短期食用無麩質(zhì)飲食導(dǎo)致瘤胃球菌和羅氏菌降低，食物谷菌科和梭菌科的細菌增加。
素食的飲食模式對腸道菌群的影響，在不同的研究中得到了不同的結(jié)果，因此存在爭議，還需要進一步的研究。
圖片來源：Singh et al. J Transl Med (2017) 15:73
地中海式飲食被認為是世界上最健康的飲食模式之一，其主要特點為富含蔬菜水果、五谷雜糧、豆類和堅果等植物性食物，橄欖油為主要食用油，每天食用適量的乳制品，每周食用少量魚、禽肉和蛋類，并且每天飲用少量紅酒。地中海式飲食富含單不飽和和多不飽和脂肪酸，富含多酚和其它抗氧化劑，富含膳食纖維。對地中海式飲食模式的依從性越高，可以增加糞便中短鏈脂肪酸的水平，增加普氏菌和其它硬壁菌門細菌的數(shù)量。然而，對地中海式飲食模式的依從性越低與氧化三甲胺水平升高有關(guān)，氧化三甲胺可增加心血管疾病的發(fā)病風(fēng)險。地中海式飲食也能改善肥胖、脂類代謝譜和炎癥，這些改變與腸道中乳桿菌、雙歧桿菌和普氏菌屬細菌增多以及梭菌屬細菌減少有關(guān)。
營養(yǎng)均衡與營養(yǎng)“菌”衡
蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物和膳食多酚等都能誘導(dǎo)腸道菌群的改變，進而影響宿主的免疫和代謝。動物蛋白的攝入與總細菌多樣性呈正相關(guān)，增加耐膽酸的擬桿菌、Alistipes菌和嗜膽菌屬的細菌，降低羅氏菌屬細菌和直腸真桿菌。高飽和脂肪的飲食增加總的厭氧微生物的數(shù)目和擬桿菌與嗜膽菌屬細菌的相對豐度。高不飽和脂肪可增加放線菌門、疣微菌門的一些細菌和乳酸菌的數(shù)量?？上筒豢上奶妓衔锒寄茉黾与p歧桿菌和抑制梭狀芽孢桿菌的數(shù)量，但是僅僅發(fā)現(xiàn)不可消化的碳水化合物可以增加乳桿菌屬、瘤胃菌屬、羅氏菌屬細菌和直腸真桿菌的數(shù)量。膳食多酚也能增加雙歧桿菌和乳酸菌的數(shù)量而降低腸道致病性的梭狀芽孢桿菌。
大量的研究表明腸道菌群影響我們的健康。腸道菌群在許多疾病的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮重要作用，包括肥胖、牛皮癬、自閉癥和情緒障礙等。飲食、腸道微生物和健康之間的密切聯(lián)系表明我們可能通過調(diào)節(jié)飲食來改善我們的健康。飲食能夠調(diào)節(jié)腸道微生物，進而對整體健康產(chǎn)生深遠影響，這種影響可能是有利的，也可能是有害的，依賴于其所影響的腸道細菌的性質(zhì)和豐度。例如，高脂飲食會降低腸道有益的Akkermansia muciniphila和乳桿菌的數(shù)量，這些細菌與健康的代謝狀態(tài)有關(guān)。這一結(jié)果為我們?nèi)绾瓮ㄟ^飲食干預(yù)來改善一些復(fù)雜疾病，比如肥胖和糖尿病，提供了一個很好的思路。此外，腸道菌群的研究也為我們治療一些疑難雜癥提供了新的可能性。例如，糞菌移植已經(jīng)成功的應(yīng)用于潰瘍性結(jié)腸炎、艱難梭菌感染、腸易激綜合征甚至是肥胖。一些皮膚病，包括牛皮癬和過敏性皮炎，也能通過重建腸道菌群得到改善。腸道菌群也被發(fā)現(xiàn)可以影響癌癥免疫治療、放療和化療的反應(yīng)。飲食能夠調(diào)節(jié)宿主與腸道微生物之間的相互關(guān)系，預(yù)示著一場新的革命即將來臨，也為疾病治療提供新的前景。
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