摘要
背景：代谢综合征(MetS)是一种多因素疾病，其特征是胰岛素抵抗、血脂异常、高血压和中心性肥胖，且受生活方式因素的强烈影响。越来越多的证据表明肠道微生物群是连接饮食和体育锻炼与心脏代谢健康的关键媒介。目的：本综述旨在定性综合当前证据，探讨体育锻炼和主要饮食模式（包括地中海饮食(MedDiet)、阻止高血压的饮食方法(DASH)以及生酮/极低碳水化合物生酮饮食(KD/VLCKD)）对肠道微生物群组成和功能的影响，以及它们对MetS患者代谢健康的含义。方法：对实验性、观察性和干预性的人类和动物研究进行了定性叙述性综合。所审查的文献考察了结构化体育锻炼或饮食干预与肠道微生物多样性、关键细菌类群、微生物代谢物和心脏代谢结果之间的关联。研究之间存在相当大的异质性，包括人群、干预持续时间和强度、饮食组成以及微生物群评估方法的差异。结果：在人类干预研究中，适度强度的体育锻炼最一致地与增加肠道微生物多样性和富集短链脂肪酸(SCFA)产生类群相关，有助于改善胰岛素敏感性和减少炎症。地中海饮食和DASH通常与有利的微生物群特征相关，包括增加梭菌属普拉氏菌(Faecalibacterium prausnitzii)、嗜黏蛋白阿克曼菌(Akkermansia muciniphila)和双歧杆菌(Bifidobacterium)的丰度，同时减少脂多糖和三甲胺N-氧化物等促炎代谢物。相比之下，生酮饮食和极低碳水化合物生酮饮食与快速减重和血糖改善相关，但经常伴随着SCFA产生细菌的减少、双歧杆菌的耗竭以及肠道屏障完整性受损的标志物，这引发了对长期微生物群恢复能力的担忧。结论：基于生活方式的干预措施对肠道微生物群-代谢轴产生特定于饮食和运动的影响。虽然地中海饮食、DASH和规律的适度体育活动似乎能促进可持续的微生物群介导的心脏代谢益处，但生酮方法需要仔细的个性化、有限的持续时间和医疗监督。这些发现支持将饮食质量、运动处方和个体微生物群反应性整合到MetS预防和管理的转化生活方式策略中。
关键词：代谢综合征；肠道微生物群；体育锻炼；饮食模式；地中海饮食；DASH饮食；生酮饮食
1. 引言
代谢综合征(MetS)代表了一组相互关联的代谢和心血管(CV)异常，显著增加了2型糖尿病(DM2)、心血管疾病(CVD)、中风和动脉粥样硬化的风险，构成了重大的全球公共卫生负担。该概念最早由Reaven在1988年提出，称为"X综合征"，强调胰岛素抵抗、糖耐量受损、血脂异常、高血压和冠心病风险增加是相互关联的病理生理组成部分[1]。
MetS不是单一的疾病实体，而是一组CVD风险因素的集合，由主要健康组织以不同方式定义，其中WHO、NCEP ATP III和IDF标准在研究和临床实践中最为常用。MetS患者发展为DM2的风险显著增加，报告显示风险高达五倍，且由于久坐行为、肥胖和不良饮食习惯，该状况在年轻人群中日益普遍[2,3]。
MetS中的高血压与胰岛素抵抗(IR)、高胰岛素血症和交感神经系统(SNS)过度活跃密切相关。IR损害血管舒张，促进肾脏钠潴留，增加循环游离脂肪酸，导致氧化应激(OS)、血管收缩和血压(BP)升高。肥胖在MetS发病机制中起核心作用，通过促进慢性炎症和OS，导致线粒体功能障碍、内皮功能障碍、一氧化氮(NO)生物利用度降低以及IR恶化[3,4]。
炎症生物标志物在MetS中持续升高，与中心性肥胖密切相关，凸显了慢性低度炎症在其病理生理学中的作用。MetS的特点是IR、慢性低度炎症和OS之间复杂的相互作用，共同导致内皮功能障碍、脂肪组织失调和增加的心脏代谢风险。这些相互关联的机制相互强化，形成了代谢恶化的自我延续循环[5-9]。
内脏脂肪组织作为活跃的内分泌器官，分泌调节胰岛素敏感性、血管张力、炎症和BP的脂肪因子，如瘦素、脂联素和抵抗素。这些脂肪因子的失调导致代谢失衡、内皮功能障碍和动脉粥样硬化形成。能量稳态还受自主神经系统(ANS)和下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴的调节，慢性压力促进交感神经优势、IR、中心性肥胖和MetS发展[9,10]。
肠道微生物群已作为代谢稳态的关键调节因子出现，通过微生物群-肠道-脑轴(MGBA)整合神经、内分泌和免疫通路[11]。菌群失调与微生物多样性降低、肠道通透性增加、内毒素血症和慢性低度炎症相关，所有这些都促进了IR和MetS的进展。代谢性内毒素血症描述了由循环细菌脂多糖(LPS)增加驱动的低度系统性炎症。微生物群组成的变化通过肠内分泌信号传导和迷走神经通路影响食欲调节、葡萄糖和脂质代谢以及胰岛素敏感性。相比之下，微生物群移植和益生菌干预已显示出改善代谢和炎症结果[9-12]。
肠道微生物群组成受遗传、地理、生活方式和饮食的影响。高脂饮食促进菌群失调和不良心脏代谢编程，而植物性高纤维饮食则增强微生物多样性并促进有益菌群的生长[13,14]。母体高脂饮食已被证明会改变后代微生物群，增加厚壁菌门与拟杆菌门比率(FBR)，并使其晚年易患高血压、肥胖和IR。抗性淀粉和ω-3多不饱和脂肪酸等膳食成分进一步调节微生物群组成和代谢结果[15]。
总体而言，MetS表现为一种复杂的多系统疾病，由肥胖、炎症、OS、自主神经失衡和肠道微生物群失调之间的相互作用驱动。针对体育活动、饮食、压力调节和微生物群调节的生活方式干预代表了预防和管理MetS的有前景的策略[5-15]。
体育活动是胰岛素敏感性的独立调节因子，已被证明直接影响肠道微生物群组成，在预防和管理代谢功能障碍方面与饮食产生协同作用[16]。
由于其高可塑性和对生活方式干预的反应性，肠道微生物群是一个有吸引力的治疗靶点。与遗传因素不同，微生物群组成和功能可以通过非药物策略如饮食和体育锻炼进行调节。这种可调节性使微生物群靶向干预成为低风险、经济有效且适合预防方法的策略。在代谢综合征的背景下，生活方式驱动的肠道微生物群调节为传统的预防和治疗策略提供了有希望的补充[17]。
我们假设本综述讨论的主要饮食模式——即地中海饮食(MedDiet)、阻止高血压的饮食方法(DASH)和生酮饮食方法——与规律的体育锻炼一起，有利于调节肠道微生物群组成和功能，从而改善MetS患者的胰岛素敏感性、脂质代谢、BP调节、炎症状态和整体心脏代谢风险。我们进一步假设，联合饮食-运动干预对肠道微生物群-代谢轴产生协同效应，而微生物群反应性的个体间差异支持在MetS预防和管理中需要个性化的基于生活方式的策略。
与以往关注单一饮食模式或一般心脏代谢健康的综述不同，本综述提供了主要饮食方法——地中海饮食、DASH和生酮饮食——以及体育锻炼的比较综合，强调它们对肠道微生物群的交互作用及其对MetS的具体临床相关性。
选择叙述性综述方法是为了允许对跨越饮食模式、体育锻炼、肠道微生物群和代谢综合征的异质性证据进行整合和比较综合。这种方法特别适合探索机制性见解、临床意义和新兴概念，这些无法仅通过系统方法完全捕捉。
2. 体育锻炼对微生物群的影响
系统性体育锻炼是改善MetS临床组成部分的基石干预措施，包括胰岛素敏感性、血脂谱、BP和身体成分。运动被定义为有结构、有计划和有目的的身体活动，需要能量消耗。规律的中等强度体育锻炼一直显示出对代谢健康的有益影响，并减少了MetS相关风险因素[18-20]。值得注意的是，低体能水平被认为是MetS发展和总体死亡率的独立预测因子。值得注意的是，许多运动引起的代谢改善独立于脂肪质量的变化，表明运动的益处超出了单纯的减重[21]。
Gubert等人(2020)[22]将MGBA描述为将环境因素与神经健康和疾病联系起来的关键途径，特别是在神经退行性疾病中。作者强调，肠道微生物群是一个动态的、依赖于经验的生态系统，受运动、饮食和压力的强烈影响，菌群失调越来越多地与神经退行性病理相关。这些环境调节因子影响外周机制，包括代谢功能障碍，以及涉及神经元和神经胶质细胞功能的中枢过程。体育锻炼与增加的微生物多样性相关，富含纤维和健康脂肪的饮食支持有利的微生物群组成，而慢性压力促进菌群失调并可能加速神经退行性过程[22]。肠道微生物群的适应性突显了其作为菌群失调相关疾病治疗靶点的潜力。
Hamasaki(2017)[23]表明运动影响人类和动物的肠道微生物群，证据指向增加的微生物多样性和微生物群组成的变化。太极拳有许多健康益处，包括改善免疫功能和减少肠道炎症，可能通过迷走神经调节和HPA轴介导等机制对肠道微生物群产生积极影响，但没有直接研究探索这种联系。运动对肠道微生物群有益的最佳强度、频率和持续时间尚不清楚[23]。
Monda等人(2017)[24]证明人类肠道寄居着一个复杂的微生物群落，具有重要的保护、代谢和调节作用，有助于屏障完整性、营养处理、免疫调节和器官间信号传导。由于这些功能，肠道微生物群已被描述为类似内分泌的器官。运动是微生物群组成的关键调节因子，增强微生物多样性，改善FBR，并促进有益的细菌类群。这些适应有助于肠道稳态、免疫能力和代谢健康，部分是通过增强短链脂肪酸(SCFAs)的产生。SCFAs——主要是乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐——是微生物群衍生的代谢物，在维持肠道屏障完整性、调节免疫反应和调节代谢功能方面起着关键作用。保持稳定多样的微生物群对有效的脑-肠轴通信至关重要，运动诱导的微生物群调节可能代表一种纠正菌群失调和预防代谢和炎症疾病的治疗策略[24]。
Sohail等人(2019)[25]在广泛综述中表明，微生物组的紊乱与代谢疾病有关，其组成受遗传和环境因素如营养和体育活动的影响。作者使用MEDLINE和Google Scholar数据库搜索相关文献，确定了62项研究，表明运动引起的微生物组变化对免疫途径产生积极影响，减少炎症，并减轻OS，有助于改善代谢健康。这些微生物变化释放神经内分泌和免疫调节因子，改善组织代谢和能量稳态[25]。运动还被证明可改善心肺适应性和降低胰岛素抵抗。
Bonomini-Gnutzmann等人(2022)[26]进行了一项系统综述，研究了高强度、高持续时间的有氧运动对运动员肠道微生物群的影响及其对运动表现的意义。十三项研究强调了耐力运动的负面影响，包括肠道通透性增加、肠道不适和肠道微生物群变化，如普雷沃氏菌水平升高和微生物多样性降低。相比之下，七项研究报告了积极结果，如增加的微生物多样性和增加的有益肠道代谢物。负面影响在运动员中比在非运动员中更为明显。力量训练对肠道微生物群的益处比有氧运动少。研究结果表明运动、个人因素和环境影响对肠道微生物群之间存在复杂且不明确的相互作用[26]。
肠道微生物群，通常被称为"第二基因组"，在代谢调节和整体健康中起着核心作用。Zhang等人(2023)[27]强调，体育活动和饮食显著塑造肠道微生物群组成和功能，促进有益代谢物的生成，支持代谢稳态。适当的营养结合中等强度运动增加微生物多样性，增强肠道免疫屏障功能，并调节代谢信号通路，有助于预防和管理DM2、高脂血症和相关代谢疾病[27]。这些基于生活方式的干预措施代表了在个人和群体水平上改善代谢健康的经济有效和可持续的策略。
Yun等人研究了中等和高强度运动对肠道微生物群和代谢健康的影响。在包括非运动、中等和高强度组的4周干预中，中等强度运动增加了与改善碳水化合物代谢和减少炎症相关的普雷沃氏菌，同时减少了潜在的促炎类群如韦荣球菌和Dorea。高强度运动促进了有益细菌(拟杆菌、丁酸单胞菌、Odoribacter和Alistipes)，这些细菌以支持肠道屏障完整性和产生抗炎SCFA而闻名。这些依赖强度的微生物适应与代谢疾病风险降低相关，突显了个性化运动处方优化肠道和代谢健康的潜在价值[28]。
Quiroga等人(2020)[29]调查了12周结合力量和耐力训练计划对肥胖儿童肠道微生物群和炎症的影响。在这项涉及39名参与者的随机研究中，与对照组相比，运动导致血浆葡萄糖水平降低和肌肉力量改善。宏基因组分析显示，与肥胖相关的类群减少，特别是变形菌门和γ-变形菌纲，同时有益属如Blautia、Dialister和Roseburia增加。代谢组学发现揭示了运动引起的SCFA、支链氨基酸和糖的变化，反映了更健康的微生物群。此外，体育训练减轻了NLRP3炎症小体的激活，支持运动作为调节肠道微生物群和减少儿童肥胖相关炎症的有效非药物策略[29]。
Silva等人(2022)[30]评估了中等和高强度运动对肠道微生物群与代谢疾病风险的关系。4周干预后，中等强度运动增加了普雷沃氏菌丰度，同时减少了韦荣球菌和Dorea物种。相比之下，高强度运动增强了有益类群，包括拟杆菌、丁酸单胞菌、Odoribacter和Alistipes。这些依赖强度的微生物群变化与肥胖、糖尿病和炎症性肠病等代谢状况相关，表明运动诱导的肠道微生物组调节可能有助于改善代谢健康[30]。
健康的肠道以高微生物多样性和有益与致病细菌的平衡比率为特征，支持神经递质产生和肠道屏障完整性。这种平衡通过神经、内分泌和免疫途径实现有效的肠-脑通信，影响认知和行为。体育运动、生酮和地中海饮食模式以及ω-3补充剂积极调节这一轴线，而菌群失调以多样性降低和致病菌过度生长为标志，损害肠道屏障功能并增加肠道通透性。菌群失调促进炎症并增加循环脂多糖和细胞因子，这些与神经退行性过程和认知能力下降相关[21]。运动通过增加有益的SCFA产生细菌(如Roseburia hominis和Faecalibacterium prausnitzii)来改善肠道健康。厚壁菌门和放线菌门已被确定为关键的运动响应门，突显了体育活动在恢复微生物群平衡和支持肠-脑轴功能中的作用[31,32]。
Allen等人(2018)[33]研究了6周耐力运动计划对瘦人和肥胖成人肠道微生物群组成和代谢输出的影响。32名先前久坐的参与者遵循渐进式强化训练方案。运动引起了根据肥胖状态不同的显著微生物群变化。瘦人表现出增加的粪便SCFA，与参与SCFA合成的细菌基因上调相关，同时增加Faecalibacterium和Lachnospira并减少Bacteroides丰度。相比之下，肥胖参与者表现出Faecalibacterium减少以及Bacteroides和Collinsella增加，SCFA产生改善有限[33]。这些发现突显了肠道微生物群对耐力运动反应的肥胖依赖性差异。
Hoffman-Goetz等人证明运动刺激关键抗氧化酶，如过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶，以及抗炎细胞因子如IL-10和抗凋亡蛋白，包括肠道淋巴细胞中的Bcl-2。同时，运动减少TNF-α、IL-17和促凋亡蛋白(半胱天冬酶3和7)，导致肠道炎症总体减少[34,35]。
表1综合了当前的实验和临床证据，表明体育锻炼是肠道微生物群组成和功能的关键调节因子，与MetS直接相关。在不同人群和运动方式中，中等强度体育活动始终与增加的微生物多样性和富集的SCFA产生类群相关，同时减少炎症、OS和IR。相比之下，高强度或长时间的耐力运动显示出更多变的效果，有时会损害肠道屏障完整性。总体而言，这些发现突显了运动强度和个体代谢状态作为微生物群介导的心脏代谢益处的关键决定因素。
运动对肠道微生物群的调节似乎是时间和剂量依赖的。急性运动主要引起微生物组成和代谢物产生的短暂变化，而长期、规律的体育活动促进更稳定的微生物多样性增加和SCFA产生类群的富集。这些适应通过GPR41和GPR43等受体增强SCFA信号传导，有助于改善肠道屏障完整性、减少代谢性内毒素血症和减轻低度系统性炎症——MetS病理生理学中的关键机制。新兴证据表明，持续的微生物群变化通常需要至少6-12周的中等强度运动，尽管反应性根据年龄、性别、基线代谢状态和初始微生物群组成而变化，突显了重要的知识空白和个性化运动处方的必要性。
3. 饮食干预
健康受饮食的强烈影响，饮食在能量平衡、组织再生和代谢稳态中起着核心作用。通过增加营养丰富的食物和限制有害成分来改善饮食习惯，对疾病预防有重大贡献[36]。MetS与生活方式因素密切相关，饮食调整是降低心脏代谢风险的关键策略。当前指南建议通过卡路里赤字和体育活动在12个月内减少7-10%的体重，将体重指数控制在25 kg/m²以下[37]。
卡路里限制涉及减少能量摄入而不引起营养缺乏；然而，过度限制可能会损害代谢调节并促进IR和高血压[38]。饮食行为仍然是MetS的主要可修改决定因素，尽管没有普遍定义的最佳饮食模式。证据支持膳食纤维、足够的蛋白质摄入、单不饱和脂肪酸(MUFAs)和多不饱和脂肪酸(PUFAs)在改善胰岛素敏感性和MetS组成部分方面的有益作用[39]。
包括维生素D缺乏在内的微量营养素紊乱也与MetS发病机制有关，并与IR、高血压和CVD相关[40]。富含不饱和脂肪——特别是ω-3脂肪酸——且低饱和脂肪的饮食与较低的MetS患病率一致相关。在饮食模式中，地中海饮食和DASH饮食是MetS预防和管理最一致支持的策略，强调营养丰富的食物和平衡的宏量营养素摄入[41]。
宏量营养素质量在MetS管理中至关重要。高血糖指数饮食促进IR，而低血糖、高纤维饮食改善血糖控制和饱腹感。富含MUFAs的饮食进一步改善血脂谱和胰岛素敏感性，强化了限制饱和脂肪、添加糖和钠的建议[42]。
总体而言，可持续的基于食物的饮食模式结合规律的中等强度体育活动优于极端卡路里限制或孤立的营养素焦点方法。富含ω-3脂肪酸和多酚的饮食可能进一步减少炎症和OS，突显了营养干预的系统性益处[43]。
综合来看，地中海饮食、DASH饮食和生酮/极低碳水化合物生酮饮食(KD/VLCKD)对肠道微生物群组成和代谢健康产生不同的影响。地中海饮食和DASH一致与增加的微生物多样性、增强的SCFA产生、保持的肠道屏障完整性和有利的长期安全性相关。相比之下，KD和VLCKD诱导快速的代谢改善，但通常伴随着微生物多样性降低、SCFA产生类群的耗竭以及肠道屏障功能受损的标志物，引发了对长期微生物群恢复能力的担忧。
从临床角度看，地中海饮食和DASH似乎最适合MetS的长期预防和管理，而KD/VLCKD最好作为在选定患者中短期、医疗监督下的干预措施。这一比较框架强调了将饮食选择与代谢目标、肠道微生物群健康和长期可持续性保持一致的重要性。
3.1. 微生物组与地中海饮食
地中海饮食由Ancel Keys在1960年代开发，并被联合国教科文组织认定为非物质文化遗产，是最广泛研究和全球公认的饮食模式之一。观察性证据一致强调其对CVD、DM2、MetS、肥胖、癌症和认知能力下降的保护作用[44]。
地中海饮食基于营养丰富的食物，富含复杂碳水化合物的膳食纤维、具有抗动脉粥样硬化和抗炎特性的PUFAs，以及黄酮类、植物甾醇、萜烯和多酚等生物活性化合物，这些有助于其抗氧化能力。其高微量营养素含量进一步支持免疫功能和预防营养缺乏[39]。
以高摄入特级初榨橄榄油、豆类、全谷物、水果、蔬菜、坚果、鱼类、适量红葡萄酒消费和低饱和脂肪摄入为特征，地中海饮食提供维生素和多酚，改善脂质代谢和胰岛素敏感性，降低心血管和全因死亡率[45-48]。这种饮食模式的心脏保护作用首次在"七国研究"中得到证实[49]，后来在"里昂心脏研究"中得到确认，该研究表明心肌梗死后患者遵循类似地中海饮食可降低约70%的死亡率[50]。
来自系统综述和荟萃分析的越来越多证据表明，更高程度的地中海饮食依从性与肥胖、MetS和心脏代谢疾病呈负相关，改善BP、血脂谱、血糖控制和中心性肥胖，并估计全因死亡率降低23%[51-54]。观察性研究进一步支持这些发现，表明更高程度的地中海饮食依从性与较低的BP、空腹血糖、甘油三酯、腰围和较高的高密度脂蛋白胆固醇相关，导致两性MetS可能性降低[55,56]。
Vázquez-Cuesta等人的研究提供了关于地中海饮食与肠道微生物组之间关系的宝贵见解，结合年龄和性别分类以及功能宏基因组学。高度依从这种饮食的个体表现出增加的与健康相关的属，如副普雷沃氏菌和拟杆菌。橄榄油和纤维与产生SCFA的细菌和疾病的缺失相关，而红肉消费与不太有益的微生物相关。这些发现强调了地中海饮食特定成分在促进肠道和整体健康中的作用[57]。
地中海饮食已被证明通过促进SCFA产生细菌(包括梭菌属leptum、Eubacterium rectale、双歧杆菌、拟杆菌和Faecalibacterium prausnitzii)并减少潜在不太有利的类群(如厚壁菌门和Blautia)来有益地调节肠道微生物群。这些微生物群变化与减少炎症和OS、降低恶性肿瘤风险和改善代谢健康相关[58]。此外，更高程度的地中海饮食依从性增加了普雷沃氏菌/拟杆菌比率，反映了膳食纤维和抗性淀粉对肠道微生物群组成和整体肠道健康的积极影响[59]。
表2综合了有力且一致的证据，支持地中海饮食作为微生物群介导的心脏代谢保护的关键生活方式模型。在观察性、干预性和机制研究中，地中海饮食的依从性始终与SCFA产生细菌(如Faecalibacterium prausnitzii、Eubacterium rectale、双歧杆菌)的富集和纤维响应类群的有利变化相关，同时减少促炎微生物特征。地中海饮食似乎通过其高纤维、不饱和脂肪和多酚含量驱动的微生物多样性、发酵能力和宿主-微生物相互作用的协调调节，而不是通过孤立的微生物途径发挥其益处。这些共享的微生物群相关机制与脂质代谢、血糖控制、BP、炎症和整体代谢风险的临床上有意义的改善平行，强化了地中海饮食作为MetS预防和管理的基准饮食模式。
3.2. 微生物组与阻止高血压的饮食方法
DASH饮食强调高摄入水果、蔬菜、全谷物、低脂乳制品、鱼类、家禽和坚果，同时限制红肉、甜食、添加糖、饱和脂肪和钠。这种饮食模式增加了钾、钙、镁、蛋白质和纤维的摄入，并已被证明显著降低收缩压和舒张压。除了BP控制外，证据表明其对MetS、胰岛素敏感性、BMI、血脂谱、炎症和OS有有益影响[60-63]。
最近的研究证实了DASH饮食对MetS及其核心组成部分(包括高血压、高血糖、中心性肥胖和血脂异常)的保护作用。DASH依从性改善了葡萄糖代谢，降低了总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇，并有助于改善胰岛素敏感性，支持其在MetS管理中的作用[64]。干预研究进一步证明，DASH在减少脂肪肝指数、体重、腰围和心血管风险因素方面有效，优于MetS患者的标准健康饮食[65]。
比较证据表明，地中海饮食和DASH饮食模式都能降低MetS患病率，特别是与限盐结合时。虽然两种饮食都能改善血脂谱、血糖控制和BP，但地中海饮食可能具有更优越的降压效果，尽管整体心脏代谢益处相当[66]。荟萃分析数据强化了这些发现，在依从DASH饮食的MetS患者中显示收缩压和舒张压显著降低，高密度脂蛋白胆固醇增加，低密度脂蛋白胆固醇降低[66]。
长期观察研究表明，更高程度的DASH饮食依从性与缺血性中风风险降低相关，这种效果主要通过BP和体重的改善介导[67,68]。
Maifeld等人(2021)[69]评估了5天禁食干预后跟修改版DASH饮食对患有MetS的高血压患者的影响。与单独DASH饮食相比，禁食在三个月随访中诱导了持续的收缩压降低、抗高血压药物使用减少和体重指数降低。该干预还对肠道微生物组产生有利调节，增强了参与SCFA产生的细菌类群和功能基因模块。机器学习分析确定了BP反应的关键微生物组和免疫预测因子，特别是嗜黏蛋白阿克曼菌和瘤胃球菌科成员(包括Faecalibacterium prausnitzii等丁酸盐产生类群)，以及CD8+效应T细胞等免疫标志物。这些发现支持将禁食与基于DASH的饮食模式结合，作为改善MetS患者心脏代谢健康的有前途的非药物策略[70]。
Diao等人(2024)的这项随机研究[70]比较了低热量DASH饮食和低热量饮食对120名肥胖成人12周内三甲胺N-氧化物(TMAO)水平和肠道微生物群的影响。参与者被分配到低热量DASH饮食、低热量饮食或对照组。低热量DASH饮食与单独低热量饮食相比，导致血浆TMAO和LPS浓度显著降低。此外，基于DASH的干预产生了更明显的FBR降低，这与TMAO水平的变化相关[70]。
Pourfard等人最近的一项研究[71]表明，依从DASH饮食引起肠道微生物群组成的有利改变，表现为微生物多样性增加。作者报告了SCFA产生细菌(特别是Faecalibacterium prausnitzii和瘤胃球菌科成员)的显著增加，这些细菌以其抗炎特性而闻名。嗜黏蛋白阿克曼菌丰度增加也被观察到，表明肠道屏障完整性和代谢调节改善。同时，DASH饮食与FBR降低相关，表明更健康的代谢谱。据报道，潜在促炎类群(包括Blautia)水平降低。双歧杆菌和拟杆菌等有益属的富集与增强的膳食纤维发酵相关。这些微生物群变化与丁酸盐产生增加和促动脉粥样硬化代谢物(包括TMAO)循环水平降低相关[71]。
表3综合了当前证据，表明依从DASH饮食诱导一致的微生物群介导的心脏代谢益处。在研究中，DASH与增加的微生物多样性和短链脂肪酸产生类群的富集相关，包括Faecalibacterium prausnitzii、瘤胃球菌科成员和嗜黏蛋白阿克曼菌，同时减少菌群失调相关标志物，如FBR、LPS和三甲胺N-氧化物。重要的是，这些微生物群变化反映了与其他健康饮食模式共享的汇聚生物途径——即SCFA可用性增强和低度炎症减弱——而不是特定于饮食的机制。因此，DASH的临床相关性在于这些共享的微生物群驱动过程的一致性和转化影响，这些过程与BP、胰岛素敏感性、中心性肥胖、炎症状态和整体代谢风险的有意义改善平行。
3.3. 微生物组与生酮饮食
在管理MetS的饮食策略中，生酮饮食(KD)因其通过深刻的碳水化合物限制和诱导营养性酮症直接针对核心代谢紊乱的能力而引起越来越多的兴趣[72-74]。通过将能量代谢从葡萄糖转向酮体，KD改善胰岛素敏感性，抑制脂肪生成，并增强脂肪氧化——这些机制是MetS病理生理学的核心。据报道，餐后葡萄糖、循环胰岛素和胰岛素-胰高血糖素比率持续降低，DM2患者荟萃分析显示，长达56周的干预中，空腹葡萄糖、HbA1c、甘油三酯和高密度脂蛋白胆固醇显著改善[75,76]。
与低脂饮食相比，KD和极低碳水化合物生酮饮食(VLCKD)通常在体重、甘油三酯和舒张压方面实现更大的降低，而对低密度脂蛋白胆固醇的影响则因情况而异。这些代谢益处伴随着抗炎效果，包括IL-6和TNF-α的降低，尽管长期安全性、微量营养素缺乏、胃肠道症状和肝脂肪变性的担忧仍然存在[77-82]。
除了系统代谢外，越来越多的证据表明KD诱导肠道微生物群组成和功能的实质性且特定于饮食的改变。Wang等人(2025)最近的荟萃分析表明，VLCKD增加肠道微生物α多样性并促进嗜黏蛋白阿克曼菌的扩张，同时减少双歧杆菌，突显了受BMI、年龄和干预持续时间影响的双向和上下文依赖的微生物群反应[83]。相比之下，Rew等人(2022)的系统综述一致报告了双歧杆菌和丁酸盐产生厚壁菌门的减少，以及粪便SCFA水平的降低，引发了对发酵能力受损和结肠健康的担忧[84]。
实验研究进一步支持KD诱导的微生物群变化与代谢调节之间的机制联系。Li等人(2024)证明小鼠中KD诱导的葡萄糖不耐受是微生物群依赖的，因为抗生素介导的耗竭消除了糖代谢异常而不防止脂质紊乱，表明肠道微生物群在葡萄糖稳态中的因果作用[85]。人类干预研究证实了这些发现，但显示出异质性反应：虽然短期KD干预改善了血糖标志物和身体成分，但也可能减少微生物多样性、SCFA可用性和肠道屏障完整性，如zonulin水平增加和潜在致病类群富集所证明[86,87]。
值得注意的是，机制研究已确定酮体——特别是β-羟基丁酸——作为微生物生态的直接调节剂，选择性地抑制双歧杆菌生长并塑造与肠道Th17细胞减少相关的免疫学上不同的微生物群谱[88]。这些效果将KD与高脂饮食区分开来，并突显了宿主-微生物代谢信号在介导免疫和代谢结果中的作用。
总体而言，现有证据表明KD/VLCKD对肠道微生物群产生强烈但异质性的影响，短期代谢益处通常伴随着微生物权衡。干预持续时间、宏量营养素组成、测序方法和人群特征的可变性限制了研究间的直接比较，并限制了人类中的因果推断。关键知识空白包括KD诱导的微生物群变化的长期恢复能力、反应者与非反应者表型的识别以及微生物驱动与宿主介导机制的澄清。这些不确定性强调了在考虑KD作为MetS治疗策略时，需要纵向的、基于机制的和个性化的方法[89]。
表4综合了临床、实验和机制证据，表明KD和VLCKD诱导肠道微生物群的明显但上下文依赖的变化，一致的短期代谢改善伴随着异质性微生物反应。在研究中，生酮干预与体重减轻和血糖控制改善相关，但也与有益类群(如双歧杆菌、SCFA产生者)的反复减少和肠道屏障功能受损标志物相关，特别是长期暴露时。总体而言，该表突显了短期代谢功效与潜在的长期微生物群相关风险之间的权衡，强化了对KD采用个性化、限时和医疗监督策略的必要性。
重要的是，越来越多的证据表明，特别是对生酮、KD和VLCKD的饮食反应受基线肠道微生物群组成、代谢状态、年龄和性别的强烈影响，并且可能在短期和长期干预之间存在显著差异。
4. 结论
综合来看，当前证据支持体育锻炼和饮食质量作为肠道微生物群结构和功能的关键、可修改决定因素，与MetS的病理生理学直接相关。中等强度运动和可持续的饮食模式，特别是地中海饮食和DASH饮食，一致地促进更多样化和功能恢复力强的微生物群，富集SCFA产生类群，并与改善的胰岛素敏感性、脂质代谢、BP调节和减少的低度炎症相关。
重要的是，新兴数据表明，饮食和运动在微生物群-代谢轴上协同作用，而不是独立作用，这表明联合生活方式干预可能比单独任何一种策略放大心脏代谢益处。相比之下，限制性方法如KD和VLCKD提供快速的短期代谢改善，但通常伴随着不利的微生物群变化和肠道屏障完整性受损，引发了对长期可持续性的担忧。
应承认当前文献的几个局限性，包括短期干预的主导地位、微生物群评估方法的实质性异质性，以及人类研究的主要是关联性性质，这限制了因果推断。与基线微生物群、代谢状态、性别和年龄相关的个体间变异性进一步导致反应异质性。
未来研究应优先考虑长期纵向和干预研究、标准化微生物群终点、多组学方法的整合以及性别和年龄特异性反应的探索。从临床角度看，这些发现支持将个性化饮食策略和结构化体育活动整合到生活方式咨询和公共卫生建议中，用于MetS的预防和管理。
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