健康优先 | 钢铁微生物组：用纤维构建心脏保护性肠道Prioritizing Health | Microbiome of Steel: Build a Cardioprotective Gut With Fiber - American College of Cardiology

心血管疾病的风险因素，如肥胖、高血压、高脂血症、糖尿病和明显的心脏代谢功能障碍，与营养不良及反映标准美式饮食的饮食模式密切相关。值得注意的是，心血管健康领域的一个新兴关键因素是饮食模式与肠道微生物组多样性之间的关系。"肠-心轴"揭示了肠道生物多样性的复杂性及其代谢物如何影响心血管健康与临床结局。

肠道微生物组是由数万亿微生物组成的强大内分泌和免疫器官。对动脉粥样硬化斑块的分析显示，其中含有源自肠道微生物组的细菌DNA的脂肪沉积物，这引发了一个担忧：肠道微生物组及其代谢物可能在心血管功能中扮演重要角色。它将膳食成分代谢为全身循环的生物活性分子。短链脂肪酸（SCFAs），如丁酸盐和醋酸盐，是关键的生物活性分子，已被证明具有抗炎和血管保护作用。

菌群失调，即肠道生物多样性降低，与系统性炎症、内皮功能受损和胰岛素抵抗相关，这些因素共同增加了心血管风险。不良肠道健康产生的代谢物会促进动脉粥样硬化的发展。氧化三甲胺-N-氧化物（TMAO），由红肉衍生而来，被认为通过涉及炎症、氧化应激和胆固醇代谢改变的途径，促进动脉粥样硬化、血管钙化、内皮功能障碍和血小板高反应性。

苯乙酰谷氨酰胺（PAG）是另一种代谢物，它通过肾上腺素受体信号传导增强血小板活化和血栓形成潜力。实验模型表明，PAG水平升高会直接诱发血管和心脏功能障碍。微生物组研究证实，动脉粥样硬化性心血管疾病患者体内PAG生成途径的丰度更高。

纤维的力量

饮食模式和营养多样性在肠道健康中起着基础性作用。富含纤维的饮食已被证明能积极影响微生物组多样性。地中海饮食和植物性饮食可增加纤维摄入，最终有助于微生物组多样化。纤维长期以来与胃肠道益处相关，同时也影响心脏代谢健康。例如，增加纤维摄入可增强饱腹感，从而促进体重减轻，并最终改善血脂谱、降低胰岛素抵抗和减少腰围。此外，天然富含纤维的饮食模式有助于降低高血压。

可溶性纤维存在于燕麦、豌豆、豆类、苹果、香蕉、牛油果、柑橘类水果、胡萝卜、大麦和洋车前子中，其粘性和可发酵性有效降低血清胆固醇并改善血糖控制。不溶性纤维存在于全麦粉、麦麸、坚果、豆类、花椰菜、青豆和土豆中，可支持胃肠道健康、微生物群多样性和增强饱腹感。

膳食纤维作为乳酸杆菌和双歧杆菌等有益肠道细菌的益生元底物，促进短链脂肪酸的产生，进而增强内皮功能、减少氧化应激并促进调节性T细胞发育，从而整体降低炎症水平。

来自国家健康与营养调查（NHANES）和欧洲癌症与营养前瞻性调查（EPIC）队列的有力流行病学证据表明，NHANES数据显示，增加膳食纤维摄入量和密度与长期预测的心血管疾病风险降低（尤其在年轻至中年人群中）、C反应蛋白水平降低以及代谢综合征和肥胖患病率下降独立相关。EPIC研究同样证实，较高的每日总纤维摄入量与缺血性心脏病（IHD）风险和心血管疾病死亡率降低相关，每日纤维摄入量每增加10克，致命性IHD风险降低10-15%。

尽管证据确凿，但不足10%的美国人达到每日25-38克纤维的推荐摄入量。纤维摄入不足的原因包括 adherence to the standard American diet（ adherence to the standard American diet 指 adherence to the standard American diet，即 adherence to the standard American diet），富含超加工食品，以及食物不安全等健康的社会决定因素。

将饮食评估纳入初级保健和心血管专科患者就诊中，有助于发现获取障碍。心脏病学家应倡导富含纤维的饮食，如植物性或地中海饮食，强调水果、蔬菜、全谷物和豆类。涉及注册营养师、体重管理和行为健康专家的多学科实践，可帮助患者实现可持续的饮食改变。

研究继续探索优化肠道微生物组以改善心脏代谢结局的方法，包括膳食多酚、抗性淀粉和发酵食品。后生元、靶向益生菌甚至粪便微生物群移植等干预措施也在研究中。

未来研究的关键领域包括阐明最有效降低心血管风险的纤维类型，以及识别提供心脏保护益处的肠道微生物表型及其代谢途径。长期大规模随机对照试验将有助于确立肠道健康与心脏代谢结局之间的因果关系。

肠道微生物组、膳食纤维与心脏代谢健康之间的关系代表了预防心脏病学的一个有前景的前沿领域。通过高纤维饮食促进多样化且代谢活跃的微生物组，我们可以改善脂质代谢、血糖控制和炎症水平，从而提升心脏代谢健康并减少心血管不良结局。2019年美国心脏病学会/美国心脏协会一级预防指南对推广植物导向饮食给予1类推荐，使其成为指南导向治疗的一部分。

临床医生关键要点

• 饮食是心血管疾病管理和治疗的组成部分。证据表明肠道微生物组显著影响心血管健康。将高纤维、植物导向饮食作为心血管风险降低策略的一部分进行推广。
• 筛查患者的纤维摄入情况。常规临床评估应包括饮食史，特别是纤维摄入量，以早期识别高风险患者并提供个性化饮食建议。
• 解决食物不安全、健康素养和新鲜农产品获取等社会障碍，这些是导致纤维摄入不足的因素。
• 倡导多学科支持以促进心脏代谢健康。将营养师和行为健康专业人员纳入心脏护理团队，以支持持续的饮食改变并改善结局。
• 肠道微生物组可导致心脏代谢疾病，并对饮食、纤维摄入和生活方式产生响应。随着研究进展，后生元、靶向益生菌和微生物群调节疗法可能成为心血管预防的可行工具。

患者关键要点

• 高纤维饮食能通过帮助降低胆固醇、血压和体重来支持心脏健康。
• 肠道健康等于心脏健康。纤维滋养有益肠道细菌，从而减少炎症、胆固醇和血糖水平。
• 每日从水果、蔬菜、豆类和全谷物中摄入25-38克纤维。
• 在杂货店阅读食品标签，关注全食物。避免缺乏纤维且含有添加糖和脂肪的加工食品，这些会损害肠道健康。
• 饮食中的微小改变对心脏大有裨益。逐步添加燕麦、豆类、苹果和绿叶蔬菜等富含纤维的食物，可随时间显著改善肠道和心脏健康。

本文由弗吉尼亚大学医学院夏洛茨维尔分校的阿迪蒂·S·德赛（Aditi S. Desai，理学学士）和英诺瓦沙尔心脏与血管中心、英诺瓦医院系统弗吉尼亚州费尔法克斯分校的莉莉·达斯特马奇（Lily Dastmalchi，医学博士、文学硕士、美国心脏病学会院士）撰写。

参考文献

1. Virani SS, Alonso A, Benjamin EJ 等. 心脏病与中风统计-2020年更新：美国心脏协会报告. Circulation 2020;141:e139-e596.
2. Dai H, Abu Much A, Maor E 等. 1990-2017年全球、区域及国家缺血性心脏病负担及其归因风险因素：全球疾病负担研究2017年结果. Eur Heart J Qual Care Clin Outcomes 2022;8:50-60.
3. Witkowski M, Weeks TL, Hazen SL. 肠道微生物组与心血管疾病. Circ Res 2020;127:553-70.
4. Brown JM, Hazen SL. 肠道微生物内分泌器官：细菌衍生信号驱动心脏代谢疾病. Annu Rev Med 2015;66:343-59.
5. Shen X, Li L, Sun Z 等. 肠道微生物组与动脉粥样硬化——聚焦斑块稳定性. Front Cardiovasc Med 2021;8:668532.
6. Cheng B, Feng H, Li C 等. 膳食纤维与多酚对肠道微生物组的相互作用：对代谢和微生物调节及相关健康益处的启示. Carbohydr Polym 2025;358:123541.
7. Cronin P, Joyce SA, O'Toole PW, O'Connor EM. 膳食纤维调节肠道微生物组. Nutrients 2021;13:1655.
8. Hills RD Jr, Pontefract BA, Mishcon HR 等. 肠道微生物组：对饮食和疾病的深远影响. Nutrients 2019;11:1613.
9. Koh A, De Vadder F, Kovatcheva-Datchary P, Bäckhed F. 从膳食纤维到宿主生理：短链脂肪酸作为关键细菌代谢物. Cell 2016;165:1332-45.
10. Perler BK, Friedman ES, Wu GD. 肠道微生物组在饮食与人类健康关系中的作用. Annu Rev Physiol 2023;85:449-68.
11. Jonsson AL, Bäckhed F. 肠道微生物组在动脉粥样硬化中的作用. Nat Rev Cardiol 2017;14:79-87.
12. Tang WHW, Wang Z, Levison BS 等. 磷脂酰胆碱的肠道微生物代谢与心血管风险. N Engl J Med 2013;368:1575-84.
13. Zhen J, Zhou Z, He M 等. 肠道微生物代谢物氧化三甲胺-N-氧化物与心血管疾病. Front Endocrinol (Lausanne) 2023;14:1085041.
14. Brunt VE, Gioscia-Ryan RA, Casso AG 等. 氧化三甲胺-N-氧化物促进小鼠和健康人类的年龄相关血管氧化应激和内皮功能障碍. Hypertension 2020;76:101-12.
15. Nemet I, Saha PP, Gupta N 等. 一种与心血管疾病相关的肠道微生物代谢物通过肾上腺素受体发挥作用. Cell 2020;180:862-77.e22.
16. Li Z, Gu M, Zaparte A 等. 酒精诱导的肠道微生物重组及相关苯乙酰谷氨酰胺过量产生促进心血管疾病. Nat Commun 2024;15:10788.
17. Zhu Y, Dwidar M, Nemet I 等. 两条不同的肠道微生物途径促成与心血管疾病相关的苯乙酰谷氨酰胺元生物体产生. Cell Host Microbe 2023;31:18-32.e9.
18. Singh RK, Chang HW, Yan D 等. 饮食对肠道微生物组的影响及其对人类健康的启示. J Transl Med 2017;15:1-17.
19. Diab A, Dastmalchi LN, Gulati M, Michos ED. 用于心血管疾病预防的心脏健康饮食：现状如何？ Vasc Health Risk Manag 2023;19:237-53.
20. Bakr AF, Farag MA. 可溶性膳食纤维作为抗高脂血症剂：最大化健康益处的综合综述. ACS Omega 2023;8:24680-94.
21. McRorie JW Jr, McKeown NM. 理解功能性纤维在胃肠道中的物理特性：基于证据的方法解决对不可溶性和可溶性纤维的长期误解. J Acad Nutr Diet 2017;117:251-64.
22. Mirmiran P, Bahadoran Z, Khalili Moghadam S 等. 膳食纤维不同类型与心血管疾病风险的前瞻性研究：德黑兰脂质与葡萄糖研究. Nutrients 2016;8:686.
23. Mayo Clinic Staff. 膳食纤维：健康饮食的必需品. Mayo Clinic. 2024年12月发布. 2025年7月15日访问.
24. Makki K, Deehan EC, Walter J, Bäckhed F. 膳食纤维摄入对宿主健康和疾病中肠道微生物组的影响. Cell Host Microbe 2018;23:705-15.
25. Grooms KN, Ommerborn MJ, Pham DQ 等. 美国成年人群膳食纤维摄入与心脏代谢风险：NHANES 1999-2010. Am J Med 2013;126:1059-67.e674.
26. Perez-Cornago A, Crowe FL, Appleby PN 等. 欧洲癌症与营养前瞻性调查（EPIC）队列中的植物性食物、膳食纤维与缺血性心脏病风险. Int J Epidemiol 2021;50:212-22.
27. Zhang S, Tian J, Lei M 等. 膳食纤维摄入与成人动脉粥样硬化性心血管疾病风险的关联：基于国家健康与营养调查的14,947人横断面研究. BMC Public Health 2022;22:1076.
28. Ning H, Van Horn L, Shay CM, Lloyd-Jones DM. 膳食纤维摄入与长期预测的心血管疾病风险及C反应蛋白水平的关联（来自国家健康与营养调查数据[2005-2010]）. Am J Cardiol 2014;113:287-91.
29. Chuang SC, Norat T, Murphy N 等. 纤维摄入与总死亡率及特因死亡率：欧洲癌症与营养前瞻性调查队列研究. Am J Clin Nutr 2012;96:164-74.
30. Crowe FL, Key TJ, Appleby PN 等. 膳食纤维摄入与缺血性心脏病死亡率：欧洲癌症与营养-心脏研究. Eur J Clin Nutr 2012;66:950-56.
31. Cifuentes L, O'Keefe S. 1999-2017年NHANES数据分析：美国纤维消费量在18年内增长甚微且存在种族差异. Nutr Cancer 2024;76:345-51.
32. Zmora N, Zilberman-Schapira G, Suez J 等. 个体化肠道黏膜定植抵抗经验性益生菌与独特宿主和微生物组特征相关. Cell 2018;174:1388-1405.e21.

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