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我们肠道中的微生物比我们想象的更挑食

特定的细菌喜欢特定的食物,但只在特定的人身上。天哪,这太复杂了。

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图片来源:POLIGOONE/Shutterstock

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我不知道是谁说的“你吃什么就是什么”,这句话似乎说不通。我客观上不是由花生酱和咖啡组成的,尽管我确定如果这句话是真的,那将是我的命运。话虽如此,但这个大概的意思——我们吃什么很重要——随着我们饮食研究的不断积累,似乎越来越有分量。现在,研究人员说,关于吃什么的问题又出现了一个新的复杂性,这源于微生物组的复杂性。

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在最近发表于《Cell Host & Microbiome》杂志上的一项研究中,由明尼苏达大学的Abigail Johnson和Dan Knights领导的一个研究团队,试图找出他们是否能将特定的食物与特定的肠道微生物联系起来。肠道微生物是你肠道中生活的、帮助你消化食物的各种细菌。他们在这两者之间发现了许多关联,并在研究结束时发现,他们可以预测在一个人吃了某种食物后,哪些种类的细菌会增加或减少。

然而,与某种食物相关的细菌因人而异——即使是同一种食物。甚至对同一种微生物也是如此。他们无法根据一个人的数据来预测另一个人的肠道反应。

使用粪便宏基因组测序

在17天里,研究人员收集了关于被试者所吃食物的数据,并对他们的肠道微生物组进行了每日快照。他们使用了一种名为宏基因组鸟枪法的DNA测序技术,这是一种识别样本中多种细菌种类的高效方法。

Knights估计,参与者每天大约花费30分钟来仔细记录所有食物——这使得这项研究非常耗时。“这工作量很大。我们不得不找一些非常敬业的志愿者,”他说。

有人可能会怀疑,研究中花费真正奉献精神的应该是另一个部分。毕竟,参与者每天都要收集自己的粪便样本。但Knights说,这显然是一项相对简单的任务,因为“我们只需要很小的量就可以测量微生物组。”

总之,他们对这34名参与者的每日样本进行了测序,创建了他们称之为“粪便宏基因组”的东西——这就是肠道微生物的快照。

“我们知道微生物组对人类健康非常重要,”计算机科学与工程系和生物技术研究所的教授Knights说。“我们真的想更好地了解我们每天吃的食物是如何改变我们的微生物组的。”

个体肠道,个体反应

首先,研究人员寻找存在的细菌种类与食物中的营养成分之间的联系。想想看,营养标签上的内容。他们想知道微生物是否对脂肪、碳水化合物和纤维等物质敏感。但他们没有发现。

然后,他们想知道个体食物是否会产生影响。但是人们吃太多的不同种类的食物,以至于数据无法显示任何真实的联系。所以他们绘制了所有食物之间的相关性。例如,菠菜比甜甜圈与羽衣甘蓝的关系要大得多。这让他们能够看到相似的食物是否产生相似的效果。

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它们确实如此。如果某种食物在一个人身上引发了某种肠道细菌反应,那么这种反应很可能会在未来再次发生。换句话说,是食物本身,而不是里面的营养物质,决定了肠道微生物的反应方式。

“食物很重要,我们选择的食物中有很多东西……是你看不见营养标签上的,”Knights说。“食物中还有很多其他微生物关心的‘暗物质’。”

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Knights说,纤维就是一个例子。“纤维”不是单一的化合物,而是许多不同的物质,它们对你的消化产生相同的“纤维状”作用。因此,尽管营养标签可能显示“四克纤维”,但根据它是一把蓝莓还是一片面包,它可能是不同的化合物。对人类来说,这可能无关紧要——但对只吃蓝莓纤维化合物的细菌来说,这可能至关重要。

了解哪些食物以何种方式影响哪些细菌,是更广泛地理解肠道健康——以及它如何影响身体其他部分——的第一步。

“每个人体内都有自己独特的生态系统,这对他们的健康非常重要,而且我们也可以改变它,”Knights说。“我们才刚刚开始了解它的复杂性。”

多样性中的稳定性

研究人员还发现,一次又一次地吃相同的食物并不能带来更稳定的肠道微生物组。事实上,他们发现恰恰相反。饮食最多样化的人,其肠道微生物最稳定。

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但也许最引人入胜的发现是,特定肠道微生物的反应因人而异。一个人的食物-肠道数据无法用于预测另一个人对相同食物的反应。

Knights说,这可能有很多原因,但需要更多的研究来真正弄清楚。总之,似乎人们的肠道细菌非常复杂,很难预测一种细菌对一种食物的反应方式,因为它们从不单独存在——它们还要应对所有其他的肠道细菌和所有其他的食物。


Anna Funk 是 Discover 的助理编辑。在 Twitter 上关注她 @DrAnnaFunk

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