膳食纤维为何有益心脏健康？关键在肠道菌

    肠道问题引发炎症疾病

    动脉粥样硬化是冠心病、脑梗死、外周血管病的主要原因。脂质代谢障碍为动脉粥样硬化的病变基础，降低血液中胆固醇和其他脂肪的水平是主要治疗手段。但在过去的几十年里，由于对心血管疾病研究的深入，动脉粥样硬化已被认为是一种慢性炎症疾病。

    那么如何抑制炎症呢？“在一定程度上这取决于有一个功能强大的肠道屏障。”威斯康星大学麦迪逊分校的Federico Rey博士解释道，“当炎症分子从有益菌中分离出来并从肠道中渗出继而进入到血流时，它们会引发广泛的炎症。”

    通常情况下，为了阻止这些炎症分子，健康的肠道细胞彼此相连会形成牢固的连接物，以创建一个完整的屏障。然而，一旦当这种连接物变得松散时，就会导致肠漏，而肠漏则会导致更多的炎症发生。

    因此，减少动脉粥样硬化的关键可能是减少总体炎症，特别是血流中的炎症。

    膳食纤维为何有益心脏健康？关键在肠道菌

    纤维饮食介导肠道菌产生丁酸盐

    既然是肠道问题，那或可从“吃什么”进行研究。近日，在发表于《nature microbiology》杂志、题为“Interactions between Roseburia intestinalis and diet modulate atherogenesis in a murine model”的一篇文章中，研究人员就发现，一种名为丁酸盐的特殊脂肪酸，在高纤维饮食中发挥了心脏保护作用。

    据介绍，丁酸盐是由一种名为Roseburia的细菌在消化植物纤维时于肠道中产生的。这项研究显示，与没有细菌的小鼠相比，携带产丁酸盐的菌（Roseburia）的小鼠在高纤维饮食后动脉粥样硬化较少，炎症也有所减轻。不过，携带Roseburia但仅摄入低纤维食物的小鼠却没有受到保护，因为没有纤维，细菌的丁酸盐产量很低。

    丁酸盐降低炎症水平

    为了研究丁酸盐对肠道和动脉粥样硬化的影响，研究小组用特定的细菌群落处理携带或不携带Roseburia菌的“无菌”小鼠。然后喂食这些小鼠富含或缺乏纤维的食物。

    有趣的是，研究人员发现，携带产丁酸盐的细菌Roseburia的小鼠几种炎症标志物水平较低，动脉粥样硬化程度也很低，但前提是它们必须吃高纤维食物；如果不吃高纤维食物，Roseburia水平直线下降，小鼠无法受到保护。

    进一步地，为了确定丁酸盐与Roseburia提供的保护效应之间的关联，第一作者Kazuyuki Kasahara博士直接喂不携带任何产丁酸盐细菌的小鼠口服脂肪酸，因为纯丁酸盐会很快被上消化道的细胞吸收，所以研究人员给小鼠喂的是一种缓释版本，使其在下肠道附近可以保持完整。

    结果发现，缓释的丁酸盐使小鼠的脂肪斑块减少三分之一，并减少了炎症和动脉粥样硬化的其他标志物，这表明丁酸盐是Roseburia抗动脉粥样硬化作用的主要成分。

    先前的研究表明，患有心血管疾病的人体内Roseburia等产丁酸盐的细菌水平较低。这项新的研究是第一个确定膳食纤维、微生物和健康之间的明确联系的研究之一。

    最后需要强调的是，这项研究结果并未指出丁酸盐是一种新的简单的心脏健康补充剂，天然食物纤维仍然是支持肠道健康的理想方法。

参考资料：

Gut Microbiome Bacteria Provides Link Between Fiber and Heart Health

Interactions between Roseburia intestinalis and diet modulate atherogenesis in a murine model

    柠檬酸杆菌是一种感染小鼠和人类的致病菌，文章中研究者通过对柠檬酸杆菌进行研究发现，其能利用宿主肠道菌群所产生的信号分子来诱发疾病进程，并且引发长效感染。这项研究中，研究热人员首次在宿主机体内阐明了柠檬酸杆菌感染的过程（并非在实验条件下），这或许也能够帮助理解宿主肠道菌群在该过程中扮演的关键角色。

    研究者发现，细菌能利用肠道菌群产生的特殊化学物质来增强感染过程，并且诱发一些严重的疾病；研究者认为，本文研究阐明了健康的肠道营养和微生物菌群对诸如大肠菌群（柠檬酸杆菌）等细菌感染的易感性和疾病进展的重要性。

    研究者Andrew Roe说道，本文中我们重点理解了细菌诱发动物感染性疾病发生的准确分子机制，通过对柠檬酸杆菌进行研究，我们阐明了肠道菌群在细菌感染过程中扮演的关键角色，以及诸如大肠杆菌等细菌如何利用宿主信号来扩散并增加感染风险。后期研究人员还需要进行深入研究来探讨肠道菌群在细菌感染过程中扮演的关键角色，这或许对于开发抵御致病菌感染的新型疗法至关重要。

    中国地域辽阔，还拥有众多少数民族聚居地，民族大团结是我们国家的特色！虽同属一个国家，但生活方式、饮食特点等都有着很大的不同，所以为了从民族地域多方面入手， 2010年科学家们从中国的9个省份中采集到7个民族（汉族、壮族、维吾尔族、哈萨克族、蒙古族、藏族和白族）314份健康志愿者的粪便样品，应用454焦磷酸测序技术对中国人肠道菌群多样性进行了分析。

    通过对比试验发现，中国人的肠道菌群结构与欧洲人相比呈现出更为复杂和多样的特点。膳食、性别、民族、城乡居住地及后两者因素的结合显著影响了肠道菌群的构成。

    是什么影响肠道菌群的结构呢？其实肠道菌群与宿主互利共生、协同进化，在长期并肩作战中已经与人体形成了默契独特的互作模式。所以宿主体内的生理变化都可以引起菌群相应的变化。这样就会导致不同健康人体肠道菌群的差异。即主要影响因素含人体的基因型、饮食差异、生活方式、环境因素等。

    在影响肠道菌群的因素中，基因型是导致个体间菌群结构差异的主要因素之一，在实验中我们发现，对比4个省份（江苏，河南，四川，黑龙江）的汉族人群菌群：北方黑龙江地区的肠道菌群与其它三个地区的肠道菌群存在明显差异；同时在壮族、白族、哈萨克族、汉族等7个民族间进行对比发现各民族人群之间菌群也存在显著的数量差异，可见基因型对肠道菌群结构的影响十分关键。

    正所谓一方水土，养一方人。通过对比实验我们已经了解到，中国人的肠道菌群与欧洲人的肠道菌群在生物结构和菌群多样性上都存在较大差别。所以在选择益生菌的同时，一定要考虑下益生菌株是否适合自己的肠道菌群结构，盲目的崇拜“洋菌种”是不可取的。

    其实肠道菌群也是一群脆弱的宝宝，在陌生环境中，偶尔也会出现水土不服的现象。所以有时候我们食用了一些进口的益生菌产品后，并没有感觉出现明显的健康效果，就是因为这些洋菌种，突然遇到不同的生存环境，在加上我们与国外的不同的饮食习惯，导致这些洋菌种很难存活下来。

    所以这个锅还真不能让益生菌来背，因为消费者没有合理的选择适合自己的益生菌。那么怎样选择益生菌产品呢？首先要明白两件事：第一，我们每个人的肠道菌群都具有自己独特的特点，而扩大范围来说，中国人的肠道菌群结构与欧洲人的肠道菌群结构是不同的。第二，要针对自己的特点来选择益生菌种，才能够促使益生菌在我们的肠道中存活，定殖，进而发挥益生作用。

    因此选择补充益生菌，应根据自身的实际情况，合理科学地选择适合我们中国人的益生菌产品。

    心脏衰竭与肠道菌群的未知关系

    心力衰竭（HF）是一种多因素疾病。目前的治疗仅针对推定的病理生理途径的一小部分。在HF患者中，心输出量减少和充血会导致肠壁通透性增加。有研究者提出，微生物代谢物从肠壁泄露到机体内对心脏是有害的。

    至少部分是通过激活全身性炎症途径产生其毒性作用，同时这又可以促进肠道渗漏。调控肠道微生物群是否可以改善HF患者的心脏功能仍然未知。

    Oslo大学医院的研究人员称，一项名为GutHeart试验的临床研究旨在研究肠道微生物组与心血管系统炎症和代谢途径之间的潜在关系。 II期随机对照试验将招募心力衰竭患者，他们将接受抗生素，益生菌酵母，或在推荐的心力衰竭治疗之外不进行其他特殊治疗（Control组）。

    抗生素、益生菌与空白组的对照实验

    主要负责人Cristiane C.K. Mayerhofer表示，GutHeart是一项随机开放对照试验。四个中心将随机分配150名患有稳定HF和左心室射血分数

    治疗将持续三个月。实验最终的评估主要方法是通过三个月后超声心动图测量的基线来分析这些患者左心室射血分数的变化情况。随机化后6个月将进行进一步的随访。

    研究意义远超心衰治疗领域本身

    这项试验很可能对涉及HF患者肠道微生物群的重要疾病过程提供新的见解，从而产生新的潜在治疗策略，这些针对性的治疗措施将用于预防和下调这些患者的全身炎反应。

    第一作者Cristiane CK 表示，“据我们所知，GutHeart试验是第一项评估心力衰竭患者肠道微生物群特征的干预研究，以及这种情况受肠道局部作用药物影响的方式。新知识可以为新的创新治疗策略铺平道路，并将更好地了解肠道渗漏与炎症过程和心力衰竭的关系”。

    共同作者，奥斯陆大学医院研究员Ayodeji Awoyemi博士指出，这项研究的潜在意义超出了心血管系统的范畴。 这将极大地扩展我们对调节肠道微生物组的临床意义的认识。

    GutHeart试验的一个重要目标是阐明肠心脏代谢轴。该研究假设针对肠道微生物群的干预将改变其组成，以减少微生物群特异性以及全身性炎症，并对代谢途径发挥有利作用。

    反过来，这些变化可以通过超声心动图测量改善心脏功能，并且还改善功能能力和生活质量。 这些研究不仅可以了解肠道微生物群如何与全身炎症和代谢途径相互作用，还可以了解它如何潜在地描绘对HF进展具有重要意义的新型致病途径。

    参考文献：

    Cristiane C.K. Mayerhofer, Ayodeji O. Awoyemi, Samuel D. Moscavitch. Design of the GutHeart—targeting gut microbiota to treat heart failure—trial: a Phase II, randomized clinical trial

    肠道菌群与常见疾病的关联性

    研究人员利用最新的TwinsUK队列分析方法对2737名受访者进行了分组并通过检测其RNA检测了受访者的肠道菌群构成。研究人员就最常见的疾病包括高胆固醇血症，呼吸道过敏，焦虑，骨关节炎和高血压; 和罕见的疾病包括乳糜泻，癫痫和炎症性肠病（IBD）进行了相关分组并着重研究这些疾病与肠道菌群的相关性。

    结果发现有17种疾病与至少一种肠道菌群存在相关性。最重要的是，研究者发现食物过敏、胆石症、尿失禁、痤疮和骨关节炎与相对应的一种或几种肠道菌群存在强相关性！

    这在先前的研究中从未报道过。同时炎症性肠病，2型糖尿病，便秘，复发性尿路感染（UTI），食物过敏和乳糜泻尽管病例相对较少但仍与肠道菌群存在很多关联，这表明这些疾病特异性肠道微生物群将成为未来研究的主要研究对象。 相反，即使焦虑，呼吸道过敏和高胆固醇血症有大量病例，但也没有观察到他们与肠道菌群的相关性。

    同一微生物与多种疾病相关联

    Duvallet等人最新的一篇Meta分析阐明一些先前认为是疾病特异性的肠道菌群并不是均具备特异性，这意味着这些肠道菌群与多种疾病相关联。而研究者最新的研究成果也证实了Duvallet等人的分析结果：一些所谓的“疾病特异性菌群”并没有疾病特异性。

    这些结果有助于证明一种肠道微生物群可以与多种疾病具有关联性。 此类菌群群将成为基于肠道微生物群的诊断和治疗的关键目标，并且可以提供肠道微生物群与宿主健康相互作用的机制的研究方向。

    肠道微生物群与常见药物的关联性

    先前的研究发现常见的药物可以改变患者的肠道菌群构成，因此研究人员此次专门研究了常用药物，这其中包括常见的抗生素和糖尿病用药，与肠道菌群是否存在相关性。研究者分析了来自1724名患者使用的51中常见药物与其体内的肠道菌群联系。结果发现，有19中药物与肠道菌群存在明显的相关性。例如，对乙酰氨基酚和阿片类药物均与链球菌相关；质子泵抑制剂与链球菌科和微球菌具有强相关性。

    该研究的意义在于它阐明了肠道菌群与疾病的多重相关性，发现了几种先前未曾发现的相关性，同时研究了多种常见药物与肠道菌群的相互作用，这些研究为进一步研究肠道菌群是如何影响人体的提供了新的参考。未来的研究方向或许应该是常见药物是通过何种机制改变人体肠道菌群的构成和分布以及其存在的潜在药物靶点。

    参考文献：

    Matthew A. Jackson , Serena Verdi, Maria-Emanuela Maxan. Gut microbiota associations with common diseases and prescription medications in a population-based cohort.

　　61名严重肥胖患者参与研究，接受可调胃囊带(AGB，n=20)或胃旁路术(RYGB，n=41)，术后1、3以及12个月对患者接受随访，接受肠道微生物群和血清代谢物分析。

　　研究发现，75%的严重肥胖患者存在低基因丰富度(LGC)，其程度与躯干脂肪量和共病(II型糖尿病和高血压)程度相关。LGC导致78种组分变化，其中50%与不良身体组成和代谢表型有关。9种血清代谢物(包括戊二酸、3-甲氧基苯乙酸和L-组氨酸)和参与代谢过程的蛋白质家族功能与低MGR密切相关。BS后1年，MGR上升–大多数RYGB患者术后1年MGR仍低常人，但代谢改善优于AGB患者。

　　研究发现，严重肥胖患者其肠道微生物种类及丰度发生变化，导致代谢失调，接受减肥手术可改善严重肥胖患者肠道微生物群生态系统和微生物-宿主相互作用。