肠道气体可能使你吸收更多卡路里
亚利桑那州立大学 2025年10月19日 无评论 阅读时间5分钟
一项新研究表明，肠道中产生甲烷的微生物可能决定了我们从食物中（尤其是纤维）提取卡路里的效率。据亚利桑那州立大学主导的一项研究显示，你肠道中一种鲜为人知的微生物会产生甲烷，并可能帮助你的身体从食物中提取更多卡路里。
在你的肠道深处生活着庞大的微生物群落，其中有一种不寻常的居民会产生甲烷。亚利桑那州立大学的最新研究显示，这种鲜为人知的产甲烷微生物可能会影响你的身体从食物中吸收卡路里的效率。
这些微生物群落统称为微生物组。在某些人体内，肠道微生物组会产生大量甲烷，而在另一些人体内则产生很少。
研究人员发现，拥有富含甲烷微生物组的人似乎特别擅长从高纤维食物中提取额外能量。这一差异有助于解释为什么人们从相同类型的食物中吸收的卡路里数量不同，尤其是在食物到达结肠后。
重要的是，科学家强调纤维本身并不是问题。无论甲烷水平如何，人们往往从充满加工食品的西方饮食中吸收更多卡路里。高纤维饮食仍然导致总体吸收的卡路里更少，尽管确切数量取决于一个人肠道微生物产生的甲烷量。
本研究的见解可能成为个性化营养的基础。
甲烷的联系
"这种差异对饮食干预具有重要意义。它表明采用相同饮食的人可能产生不同的反应。部分原因在于他们肠道微生物组的组成，"研究的主要作者、通过微生物组促进健康生物设计中心的研究生研究员布莱克·迪克斯(Blake Dirks)表示。迪克斯也是亚利桑那州立大学(ASU)生命科学学院的博士生。
发表在《ISME杂志》上的这项研究发现，被称为产甲烷菌(methanogens)的产甲烷微生物与更高效的微生物组和更高的食物能量吸收相关。
微生物组的主要工作之一是帮助消化食物。微生物将纤维发酵成短链脂肪酸(short chain fatty acids)，身体可以用其获取能量。在此过程中，它们会产生氢气。过多的氢气会暂停它们的活动，但其他微生物可以通过消耗氢气来帮助保持这一过程继续。
产甲烷菌是氢气的消耗者。当它们消耗氢气时，会产生甲烷。它们是唯一能制造这种化合物的微生物。
"人体本身不会产生甲烷，只有微生物才会。因此，我们认为它可以作为生物标志物，表明微生物高效生产短链脂肪酸，"该研究的通讯作者、通过微生物组促进健康生物设计中心(Biodesign Center for Health Through Microbiomes)主任罗西·克雷马尔尼克-布朗(Rosy Krajmalnik-Brown)表示。
研究表明，这些微生物的相互作用影响着身体的新陈代谢。研究小组发现，较高的甲烷产量与肠道中产生和吸收更多的短链脂肪酸相关。
在实验中，研究人员为每位参与者提供了两种不同的饮食。一种饮食含有更多加工食品和低纤维。另一种饮食则富含全食物和纤维。两种饮食含有相同比例的碳水化合物、蛋白质和脂肪。
量热计内部：测量人体新陈代谢
亚利桑那州立大学(ASU)的研究人员与AdventHealth转化研究所合作，使用一种独特的设施进行实验。六天内，每位参与者生活在一个称为全室量热计(whole-room calorimeter)的密封酒店式房间内，该设备测量他们的身体新陈代谢和甲烷排放。其他实验则依靠单一的呼吸测试来测量甲烷。
研究小组的方法可以收集更全面的数据。它捕捉身体以呼吸和气体形式排放的甲烷，而不仅仅是呼吸，并且是在连续的时间段内，而不是单一时刻。
"这项工作突显了临床转化科学家与微生物生态学家之间合作的重要性。通过全室量热法对能量平衡的精确测量与亚利桑那州立大学的微生物生态学专业知识相结合，实现了关键创新，"该研究所的合著者兼副研究员凯伦·D·科宾(Karen D. Corbin)表示。
血液和粪便样本的数据测量了参与者身体从食物中吸收的能量，并跟踪了他们微生物的活动。研究小组比较了肠道微生物组产生高甲烷水平与低甲烷水平人群的数据。
在高纤维饮食中，几乎每个人都比在加工食品饮食中吸收更少的卡路里。但那些肠道产生更多甲烷的人从高纤维饮食中吸收的卡路里比那些肠道产生较少甲烷的人更多。
这项研究为未来的研究和医疗治疗奠定了基础。
"我们研究中的参与者相对健康。我认为值得研究的一件事是其他人群如何对这些类型的饮食做出反应——肥胖、糖尿病或其他健康状况的人，"迪克斯表示。
研究参与者在实验期间并不是为了减肥，尽管有些人在高纤维饮食期间减掉了一些体重。研究小组有兴趣了解微生物组中的产甲烷菌如何影响一种有意帮助参与者减肥的饮食。
"你可以看到微生物组个性化的重要性，"克雷马尔尼克-布朗表示。"具体来说，我们精心设计以增强微生物组的饮食对每个人产生了不同的效果，部分原因是有些人的微生物组产生的甲烷比其他人多。"
参考文献："与改变微生物产生短链脂肪酸和人体可代谢能量相关的产甲烷作用"，作者：布莱克·迪克斯(Blake Dirks)、泰勒·L·戴维斯(Taylor L Davis)、埃尔维斯·A·卡雷尼奥(Elvis A Carnero)、凯伦·D·科宾(Karen D Corbin)、史蒂文·R·史密斯(Steven R Smith)、布鲁斯·E·里特曼(Bruce E Rittmann)和罗萨·克雷马尔尼克-布朗(Rosa Krajmalnik-Brown)，2025年5月22日，《ISME杂志》。
DOI: 10.1093/ismejo/wraf103
该项目由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)国家糖尿病与消化及肾脏疾病研究所(National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases)资助。
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