为何同样的饮食能对不同人产生不同影响?肠道微生物群与甲烷可能是关键
杰妮·莱曼报道
nearly half of us are自然产甲烷者。这是因为部分人的肠道微生物组中含有产甲烷菌(methanogens),这些微生物在消化过程中会产生甲烷作为副产物。虽然这不会像牛那样加剧气候变化,但研究表明这些微生物可能显著影响我们的食物消化方式。
亚利桑那州立大学发表在《ISME期刊》的最新研究发现,肠道含有产甲烷菌的人群,从高纤维全食物饮食中提取的能量比不含该菌群者更多。
"这种差异对饮食干预具有重要意义,"亚利桑那州立大学生物设计健康微生物组中心研究生研究员布莱克·德克斯表示。"它证明了食用相同饮食的人群会产生不同反应,部分原因在于肠道微生物组的构成差异。"
肠道菌群差异引发消化差异
肠道细菌在分解人体自身无法消化的食物(特别是膳食纤维)方面发挥关键作用。这些微生物通过发酵将膳食纤维转化为短链脂肪酸(SCFAs),人体随后吸收这些物质并转化为能量。此过程中会产生氢气,过量积累会阻碍发酵进程。
产甲烷菌是一种特殊微生物,能"吞噬"氢气并在此过程中产生甲烷。通过清除多余氢气,它们使发酵更高效进行,理论上会增加短链脂肪酸产量,从而从高纤维食物中吸收更多热量。
研究中对比了两种饮食方案:由加工食品和低纤维构成的西式饮食(WD),以及富含全食物、抗性淀粉和膳食纤维的微生物组增强饮食(MBD)。两种饮食的宏量营养素比例完全相同,但参与者从西式饮食中总体吸收更多能量。值得注意的是高纤维饮食组:热量吸收差异显著取决于个体肠道的甲烷生成水平。
甲烷排放测量
实验中,17名成年参与者在佛罗里达阿德文特健康转化医学研究所的特殊密闭代谢舱内连续居住6天。这个被称为"酒店房间"的设施配备传感器,可实时监测代谢活动和甲烷排放。通过全身代谢舱技术,研究人员持续捕捉参与者呼出气体和肠道排气中的甲烷含量。
除了气体测量,研究团队还分析了粪便和血液样本,以评估热量吸收情况及肠道微生物活性。研究发现,高甲烷生产者从高纤维饮食中吸收的能量明显高于低生产者。
"人体自身不会产生甲烷,只有微生物才能做到,"研究资深作者、生物设计中心主任罗西·克雷姆尼克-布朗指出。"因此甲烷可作为短链脂肪酸高效微生物生成的生物标志物。"
针对性饮食的新思考
尽管当前受试者均为相对健康人群,但研究者希望进一步探索产甲烷菌对特殊人群的影响。"值得研究肥胖、糖尿病或其他健康状态人群对这类饮食的反应",德克斯表示。此前的小鼠研究已发现产甲烷菌与体重增加相关,但人体研究结果尚不明确——有研究质疑甲烷生成与肥胖的关联,甚至提出可能与瘦弱或神经性厌食症相关。
"这项工作凸显了临床转化科学家与微生物生态学家协作的重要性",合著者凯伦·D·科宾强调。无论产甲烷菌是否成为体重管理的关键因素,可以肯定的是:我们的微生物组正在以超乎想象的方式塑造着健康状态。
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