饮食中的蛋白质来源——无论是动物性还是植物性的——此前已被证实与死亡率差异有关。然而，这些蛋白质来源如何影响人类健康和寿命的机制仍不甚明了。
北卡罗来纳州立大学的研究人员在《ISME Journal》上发表的一项新研究揭示了不同的蛋白质来源可以显著改变肠道微生物组。这些发现可能为改善胃肠道疾病的预防和治疗策略提供新的途径，目前这些疾病已经影响了全球数百万人的生活质量。
饮食中蛋白质对肠道微生物组的未知影响
蛋白质是一种至关重要的宏量营养素，对于人类健康至关重要，并且对维持肌肉骨骼健康和代谢功能具有关键作用。蛋白质能够刺激肌肉蛋白质合成（MPS），从而促进肌肉的维持、生长和修复——随着年龄的增长，由于肌肉减少症（即与年龄相关的肌肉质量和功能下降）的影响，这一点尤为重要。
当探讨不同蛋白质来源之间的差异时，动物蛋白质（如鸡蛋、牛奶、鸡肉、乳清蛋白等）通常比植物蛋白质更能刺激MPS。对于素食者或纯素食者来说，了解哪些非动物性食物能够提供足够的膳食蛋白质以支持肌肉健康非常重要。
然而，蛋白质来源也会影响人类健康。研究表明，高动物蛋白质摄入的人群比主要摄入植物蛋白质的人群有更高的死亡率。
“我们现在的饮食有问题，但我们还不知道具体是什么问题。”该论文的共同通讯作者、博士后研究员Alfredo Blakeley-Ruiz说。
尽管尚不清楚具体原因，但肠道微生物群——生活在动物消化道中的微生物——被认为在不同蛋白质来源对健康的影响中起着重要作用。在小鼠和人类中，饮食已被证明可以通过改变肠道微生物群的组成和功能来对健康产生不利或有利的影响。
Blakeley-Ruiz和他的团队特别感兴趣的是，饮食中的蛋白质来源（例如牛奶、鸡蛋和不同植物如豌豆或大豆中的蛋白质）如何影响小鼠的肠道微生物组。
“我们的实验室想了解不同的饮食如何影响肠道内的微生物，并了解这些微生物在响应这些饮食时的功能变化。”他说。
不同蛋白质来源导致肠道微生物组的功能变化
研究人员给小鼠喂食只含有一种蛋白质来源的饮食，每次持续一周，包括蛋清、糙米、大豆和酵母。
通过结合元基因组学-元蛋白质组学方法并使用高分辨率质谱技术，研究人员发现，在整个研究过程中，小鼠的肠道微生物组发生了显著变化，某些蛋白质来源显示出极端效果。
“每当我们改变蛋白质来源时，肠道微生物组的组成都会发生显著变化。”Blakeley-Ruiz说。“蛋白质来源中对功能影响最大的是糙米、酵母和蛋清。”
Blakeley-Ruiz及其团队检查了不同蛋白质饮食对肠道微生物组功能变化的影响。他们发现，不同蛋白质来源对氨基酸代谢和复杂糖分解产生了最大的影响，后者令人惊讶。
“糙米和蛋清饮食增加了小鼠肠道微生物组中的氨基酸降解，这意味着微生物正在分解这些蛋白质，而不是从头开始制造自己的氨基酸。”Blakeley-Ruiz说。“这是我们需要进一步研究的一个方面。一些氨基酸可以降解成毒素，而其他氨基酸可以影响肠-脑轴，因此这些饮食可能具有潜在的健康影响。”
糖链——附着在蛋白质上的长链糖——也在改变肠道微生物组的功能方面发挥作用，改变了分解它们的酶的生产。
“这可能对健康具有重要意义。”Blakeley-Ruiz说。“特别是在蛋清饮食中，一种细菌占主导地位，并激活了许多糖链降解酶。我们在实验室中培养了这种细菌，发现其在含有蛋清蛋白的培养基中产生的糖链降解酶与含有黏蛋白的培养基中产生的相似。”
黏蛋白——一种保护消化系统免受酸和病原体侵害的物质——如果细菌产生分解黏蛋白的酶，可能会损害肠道内壁，从而对肠道健康产生负面影响——这是研究人员希望进一步探索的领域。
研究结果促使更深入地探究蛋白质-微生物组关系
尽管这项研究为未来调查膳食蛋白质来源与肠道微生物群组成之间的关系提供了重要基础，但作者承认存在一些局限性。
“我们研究的一个局限性在于，当然，这些饮食非常人工化，可能导致结果放大。”该论文的共同通讯作者、植物和微生物生物学副教授Manuel Kleiner说。“但我们现在表明，蛋清对微生物组有极端影响。未来，我们非常有兴趣了解在混合蛋白质饮食的小鼠中这种效应的机制。”
尽管所使用的饮食模型较为简化，但研究突出了由蛋白质类型驱动的微生物组的变化，特别是蛋清。Kleiner强调，虽然简化的饮食可能无法直接反映现实世界的饮食模式，但它们能够在控制环境中隔离特定蛋白质的影响。
“我们的研究不仅识别了肠道微生物组中存在的细菌种类及其相对丰度，还揭示了它们的功能角色。”他补充道。“在这种情况下，我们看到微生物正在积极地消化糖链，为我们提供了非常详细的饮食如何影响微生物活动和代谢结果的画面。”
参考文献： Blakeley-Ruiz JA, Bartlett A, McMillan AS, et al. 膳食蛋白质来源改变肠道微生物组的组成和功能。The ISME Journal. 2025. doi: 10.1093/ismejo/wraf048
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