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Cell:发酵食品饮食增加肠道微生物多样性,降低炎症

在一项临床试验中,36名健康成年人被随机分配到10周饮食组,其中包括发酵或高纤维食物。结果表明两种饮食对肠道微生物和免疫系统产生了不同的影响。

食用酸奶、开菲尔、发酵干酪、韩国泡菜和其他发酵蔬菜、蔬菜盐水饮料和康普茶等食物能增加整体的微生物多样性,而且食用量越大效果越好。“这是一个惊人的发现,它提供了一个例子,说明了饮食的简单改变如何可以在一群健康成年人中重塑微生物群,”微生物学和免疫学副教授Justin Sonnenburg博士说。

此外,四种类型的免疫细胞在发酵食品组表现出更少的激活。血液样本中19种炎症蛋白的含量也下降了。其中一种名为白细胞介素6 (interleukin 6)的蛋白质与类风湿性关节炎、2型糖尿病和慢性应激等疾病有关。

“以微生物为目标的饮食可以改变免疫状态,为健康成年人减少炎症提供了一个有前途的途径,这一发现在所有被分配到高发酵食物组的研究参与者中都是一致的。”

这项研究公布在7月12日的Cell杂志上。

在富含纤维的饮食中微生物的多样性是稳定的

相比之下,摄入富含豆类、种子、全谷物、坚果、蔬菜和水果的高纤维饮食的参与者,这19种炎症蛋白没有一种减少。平均而言,它们肠道微生物的多样性也保持稳定。微生物学和免疫学高级研究科学家Erica Sonnenburg博士说:“我们期望高纤维具有更普遍的有益作用,并增加微生物群的多样性。但据表明,仅在短时间内增加纤维摄入量不足以增加微生物群的多样性。”

大量证据表明,饮食可以塑造肠道微生物群,从而影响免疫系统和整体健康。作者认为,低微生物多样性与肥胖和糖尿病有关。

“我们想进行一项概念验证研究,测试以微生物为目标的食物是否能够成为对抗慢性炎症疾病的一种途径。”

研究人员把重点放在纤维和发酵食品上,因为之前有报道称它们有潜在的健康益处。虽然高纤维饮食与较低的死亡率有关,但食用发酵食品有助于保持体重,并可能降低患糖尿病、癌症和心血管疾病的风险。

研究人员分析了实验前三周、节食后十周以及节食后四周收集的血液和粪便样本,实验期间参与者可以选择自己喜欢的食物。

这些发现细致入微地描绘了饮食对肠道微生物和免疫状态的影响。一方面,那些增加发酵食品摄入量的人对他们的微生物多样性和炎症标志物表现出了类似的影响,这与之前的研究一致,即饮食的短期变化可以迅速改变肠道微生物组。另一方面,高纤维组内微生物组的有限变化与研究人员之前关于人类微生物组在短时间内的总体弹性的报告相吻合。

设计一套饮食和微生物策略

研究结果还显示,更多的纤维摄入会导致粪便样本中的碳水化合物更多,这表明肠道微生物没有完全降解纤维。这些发现与其他研究一致,表明生活在工业化世界的人们的微生物群中没有纤维降解微生物。

“很有可能,较长时间的干预会使微生物群充分适应纤维消耗的增加。或者,为了增加微生物群分解碳水化合物的能力,可能需要故意引入消耗纤维的微生物。”

除了探索这些可能性,研究人员还计划在小鼠身上进行研究,研究饮食改变微生物组和减少炎症蛋白的分子机制。他们还打算测试高纤维和发酵食品是否能协同影响人体的微生物群和免疫系统。另一个目标是研究食用发酵食品是否能减少免疫和代谢疾病患者、孕妇和老年人的炎症或改善其他健康指标。

“还有很多方法可以通过食物和补充剂来瞄准微生物群,我们希望继续调查不同的饮食、益生菌和益生元是如何影响不同人群的微生物群和健康的”。


Journal Reference:

Hannah C. Wastyk, Gabriela K. Fragiadakis, Dalia Perelman, Dylan Dahan, Bryan D. Merrill, Feiqiao B. Yu, Madeline Topf, Carlos G. Gonzalez, William Van Treuren, Shuo Han, Jennifer L. Robinson, Joshua E. Elias, Erica D. Sonnenburg, Christopher D. Gardner, Justin L. Sonnenburg. Gut-microbiota-targeted diets modulate human immune status. Cell, 2021; DOI: 10.1016/j.cell.2021.06.019


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