“腸道是人體最大的消化器官”“腸道是人體最大的免疫器官”“腸道健康決定著人體的健康”……更甚者因?yàn)槟c道也能部分地影響人們的情緒，于是還被稱為“第二大腦”。但你可知道，腸道的健康又取決于腸道菌群的組成，而腸道菌群的組成又是由不同的膳食纖維組成決定的。所以說，食物中的膳食纖維對我們的健康意義重大。

人類腸道內(nèi)所攜帶的細(xì)菌有1 000～1 150個(gè)種，每個(gè)人至少攜帶160種。一個(gè)成年人腸道內(nèi)有1013～1014個(gè)細(xì)菌，它們所攜帶的基因數(shù)量是人體本身基因的100倍。腸道微生物能夠決定宿主從食物中獲取能量的效率，影響宿主的生理功能和新陳代謝，與宿主的健康狀況有密切關(guān)系。

Q： 每個(gè)人的腸道菌群結(jié)構(gòu)不盡相同，什么樣的組成才是比較好的？

A： 腸道菌群無論是在數(shù)量上還是在種類上，在不同人群之間都存在差異。造成這種差異的因素有很多，如腸道內(nèi)的pH值，宿主的年齡、性別以及飲食習(xí)慣等。那么什么樣的菌群組成是有益于健康的呢？我們叫它平衡的腸道菌群結(jié)構(gòu)，這個(gè)所謂的平衡就是指有益菌占優(yōu)勢，有害菌的功能被控制在可接受的范圍內(nèi)。

Q： 腸道菌群組成是固定不變的還是變化著的？如何改變？

A： 盡管每個(gè)人的腸道菌群都不同，但隨著研究技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸也發(fā)現(xiàn)了一些規(guī)律。目前已發(fā)表的研究成果將腸道菌群分成3種菌型，分別是普雷沃菌屬型，擬桿菌屬型和瘤胃球菌屬型，有專家稱菌型發(fā)現(xiàn)的意義不亞于當(dāng)年血型的發(fā)現(xiàn)，可見是有多么重要了。三種菌型又與不同的代謝特征相關(guān)聯(lián)，但究竟有哪些關(guān)聯(lián)，是如何關(guān)聯(lián)的還在進(jìn)一步研究中。還有另外一種給腸道菌群分類的方法，按照菌群的基因豐度分為高豐度類型和低豐度類型，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí)，高豐度類型的人肥胖風(fēng)險(xiǎn)小，吃同樣熱量的食物脂肪增加少；而低豐度類型的人群肥胖、糖尿病、血脂異常的風(fēng)險(xiǎn)顯著增高。

還好，腸道菌群組成類型并不是一成不變的，腸道菌群組成與腸道內(nèi)的pH值，宿主的年齡、性別以及飲食習(xí)慣等相關(guān)。身體不同部位的pH值基本是固定的，年齡我們也已經(jīng)無法挽回，性別雖然能改但犧牲有點(diǎn)大，那么剩下的就是飲食習(xí)慣了。飲食習(xí)慣對腸道菌群的調(diào)節(jié)作用近年來成為研究的焦點(diǎn)，其中又以膳食纖維與腸道菌群的關(guān)系尤為熱門。腸道菌群通過代謝人體難以消化的膳食纖維來維持生長，同時(shí)為宿主提供某些營養(yǎng)物質(zhì)或能量；不同的膳食纖維又會(huì)影響腸道菌群的組成。

Q： 我們?yōu)槭裁葱枰c道微生物來消化膳食纖維？

A：眾所周知，人類以及大多數(shù)的動(dòng)物體內(nèi)都不存在消化某些碳水化合物的酶，也就是說，缺乏編碼這些酶的基因。在人類的進(jìn)化過程中，能夠得到的養(yǎng)料供給隨著環(huán)境和時(shí)間的改變隨時(shí)會(huì)發(fā)生變化（小到幾小時(shí)、幾天之內(nèi)的變化，大到幾個(gè)世紀(jì)上千年的變化）。不僅如此，人類是雜食動(dòng)物，每一餐食物中碳水化合物的種類和數(shù)量都會(huì)有變化。而腸道就需要具備隨時(shí)調(diào)整其代謝方式的能力來適應(yīng)這種變化，對于人類基因組來說，隨時(shí)發(fā)生變化或重組是不可能的。因此，將代謝復(fù)雜碳水化合物的任務(wù)“承包”給與我們共生的微生物，是一個(gè)非常有效又靈活機(jī)動(dòng)的方式，能夠幫助人類適應(yīng)復(fù)雜多變的飲食環(huán)境。這時(shí)候，一些具有短期適應(yīng)性、具有消化幾種甚至十幾種碳水化合物能力的菌，如多形擬桿菌（Bacteroides thetaiotaomicron）、卵圓形擬桿菌（Bacteroides ovatus）等就成了首選。通過體內(nèi)和體外的實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了這一假設(shè)，這些種屬的菌能夠在復(fù)雜的營養(yǎng)環(huán)境下重組其代謝方式，這種重組可能是在漫長的進(jìn)化時(shí)間內(nèi)發(fā)生，也可能因?yàn)橐徊惋埖那昂笞兓彤a(chǎn)生。其快速的重組能力和適應(yīng)性很可能是由于該物種能夠快速增殖繁衍的能力。

隨著漫長的進(jìn)化過程，人類“選擇”了某些微生物在腸道內(nèi)定殖，但迄今為止，沒有任何一種菌能夠“承包”全部工作。由此可以假設(shè)，對于菌種本身而言，并非是能夠代謝碳水化合物的種類越多越好，而是與其編碼相關(guān)酶的能力之間存在一種平衡，或者說是制約。對腸道微生物的代謝能力進(jìn)行系統(tǒng)地研究就會(huì)發(fā)現(xiàn)，如果能夠找出代謝能力最差的幾種菌（也就是能夠代謝的碳水化合物種類少），那么這幾種菌都能夠代謝的物質(zhì)，就是腸道微生物都能夠代謝的物質(zhì)，也就是維系腸道菌群生態(tài)穩(wěn)定的關(guān)鍵物質(zhì)，那么對于人類來說也就是不可或缺的營養(yǎng)素。

腸道微生物不僅在時(shí)間的變化中幫助我們適應(yīng)飲食變化，在地理位置的變化中也起到重要作用。不同地區(qū)的人們有不同的飲食習(xí)慣，雖然這些習(xí)慣是在千百年中形成的，但對于人類基因組來說，要進(jìn)化出編碼相關(guān)酶類的基因，幾千年還太短，而腸道微生物基因良好的可塑性剛好可以解決這一問題。發(fā)生在日本人腸道菌群中的變化可以說明這一問題：在日本及其周邊的地區(qū)，食用紅藻（如壽司中的紫菜）具有上千年的歷史，分離自健康日本人腸道中的一種擬桿菌（Bacteroides plebeius），就具有了降解紫菜聚糖的能力。進(jìn)一步的宏基因組學(xué)分析表明，日本人腸道微生物中降解紫菜聚糖相關(guān)酶的編碼基因大量存在，而西方人腸道微生物中幾乎不存在這種基因，這種適應(yīng)變化的可塑性是腸道微生物基因組的共同特征之一。

Q： 腸道微生物是如何消化膳食纖維的？

A： 如前邊所講，人類基因組只能編碼很少種類的酶來消化某些碳水化合物，而我們?nèi)粘５娘嬍持泻胸S富多樣的碳水化合物，它們大體可以分為兩類：一類是在人類消化道中能夠降解吸收的，只占很少的一部分，包括蔗糖、乳糖和可消化的淀粉；另外一類統(tǒng)稱為纖維，在這里指廣義的纖維，不管是不是纖維狀的物質(zhì)。這些纖維因?yàn)椴槐幌罱K會(huì)進(jìn)入大腸，大腸菌群以其作為碳源并將其發(fā)酵成短鏈的脂肪酸（Short Chain Fatty Acids，SCFA），這些SCFA能夠提供給人類日常能量需要的10%。在大腸中，定植的菌群是在由黏膜和黏液分隔出來的某些區(qū)域存在的，這些分區(qū)的失效與某些疾病有密切關(guān)系，但目前還難以確定疾病是分區(qū)失效的原因還是結(jié)果。在健康的腸道中，菌群與宿主產(chǎn)生聯(lián)系的重要媒介就是其代謝產(chǎn)物，其中有些物質(zhì)對腸道具有破壞作用，如吲哚、氨、胺；有些為有益作用如SCFA、木脂素（Lignans）等。

隨著宏基因組學(xué)技術(shù)的發(fā)展，腸道微生物的物種組成逐漸得到了闡釋。盡管在種和屬的水平上其組成隨著個(gè)體的變化、年齡、飲食習(xí)慣的變化而不同，但有兩個(gè)菌門是普遍存在的：革蘭氏陽性的厚壁菌門和革蘭氏陰性的擬桿菌門。其中擬桿菌門不僅有更加豐富的酶系，還形成了自身獨(dú)特的操縱子系統(tǒng)來編碼識別、錨定和切割多糖的元件，稱為Polysaccharide Utilization Loci （PULs）。該操縱子第一次被發(fā)現(xiàn)是在多形擬桿菌（Bacteroides thetaiotaomicron）對淀粉的消化中，隨后在卵形擬桿菌（Bacteroides ovatus）等菌中也有發(fā)現(xiàn)，一個(gè)單一的擬桿菌基因組可能含有數(shù)十個(gè)不同的PULs操縱子。當(dāng)多糖出現(xiàn)時(shí)，菌體細(xì)胞膜外的受體首先識別并與多糖錨定，然后特殊的酶將其定點(diǎn)斷裂成寡糖或低聚糖，寡糖或低聚糖能夠通過細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)通道進(jìn)入細(xì)胞間質(zhì)，在間質(zhì)空間中，寡糖既是轉(zhuǎn)錄調(diào)控的信號物質(zhì)，又是酶的作用底物，被降解成為單糖進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)得到利用。

Q： 膳食纖維的組成對腸道菌群有哪些影響呢？

A： 腸道菌群代謝不同的膳食纖維需要不同的酶，因此，膳食纖維的組成對腸道菌群成員的動(dòng)態(tài)變化具有主導(dǎo)作用，如一些能夠被發(fā)酵的膳食纖維會(huì)導(dǎo)致雙歧桿菌和乳桿菌數(shù)量的增加，因?yàn)樗鼈儗μ妓衔锞哂邪l(fā)酵作用，如藻酸鹽、殼聚糖、菊糖會(huì)導(dǎo)致有害菌代謝產(chǎn)物的減少。多項(xiàng)研究表明，腸道菌群組成的變化與膳食纖維的組成有關(guān)。以歐洲城市和非洲鄉(xiāng)下的孩子為例，在1～2歲母乳喂養(yǎng)的階段，兩者腸道菌群組成沒有顯著差異，而在斷奶到6歲的階段中，由于歐洲城市的飲食以肉為主而膳食纖維所占比例小，其腸道內(nèi)的志賀氏菌屬和埃希氏菌屬的數(shù)量明顯高于非洲鄉(xiāng)下的孩子；而非洲的孩子腸道內(nèi)擬桿菌門如Prevotella和Xylanibacter的數(shù)量較高，這是由于擬桿菌門具有編碼纖維素酶和木聚糖酶的基因，能夠發(fā)酵纖維素和木聚糖，而后兩者正是當(dāng)?shù)厥澄镏谐Ｒ姷某煞帧?/p>

膳食纖維具有可食性和抗消化性，到目前為止，符合該描述的膳食纖維種類十分豐富，而且由于其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多樣，尚未得到完整的詮釋。為了進(jìn)一步研究不同結(jié)構(gòu)的膳食纖維對腸道菌群的影響，有學(xué)者提出了Discrete structure的概念，即用某一部分獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)來代表該纖維的結(jié)構(gòu)，而且這一獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)一般都會(huì)與某種細(xì)菌所攜帶的編碼基因簇產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，換句話說，不同的Discrete structure能夠滿足不同菌種的需要。這些Discrete structures的產(chǎn)生可能是因?yàn)榛蛐偷牟煌?，也可能是由于生長環(huán)境的差異所造成，還可能是來自于同種植物的不同部位。以抗性淀粉（RS）為例，抗性淀粉可以分為4種：RS1，全谷物或豆類中不能被消化的淀粉；RS2，結(jié)構(gòu)緊密，脫水的淀粉顆粒；RS3，加工后結(jié)構(gòu)改變或退化淀粉（主要是直鏈淀粉）；RS4，化學(xué)改性或酶修飾過的淀粉。其中，各種RS還具有更進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)差異，即使同為RS3，不同的亞結(jié)構(gòu)也會(huì)滿足不同菌種的生長需要。體外腸道模型試驗(yàn)表明，A型的RS3能夠增殖奇異菌屬（Atopobium spp.），而B型RS3具有增殖雙歧桿菌屬（Bifidobacterium spp.）的作用。研究表明，膳食纖維的來源、所含糖的類型、連接方式、糖鏈的長度、顆粒大小、異構(gòu)體等都會(huì)影響它被微生物利用的情況。

膳食纖維與人體健康小問答

Q： 膳食纖維對健康有哪些益處？

A： 1.有助于腸內(nèi)大腸桿菌合成多種維生素。2.纖維素比重小、體積大，在胃腸中占據(jù)空間較大，使人有飽腹感，有利于減肥。3.纖維素體積大，進(jìn)食后可刺激胃腸道，使消化液分泌增多和胃腸道蠕動(dòng)加快，可防治糖尿病和便秘。4.高纖維飲食可通過胃排空延緩、腸轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間改變、可溶性纖維在腸內(nèi)形成凝膠等作用而使糖的吸收減慢；亦可通過減少腸激素來減少對胰島B細(xì)胞的刺激，減少胰島素釋放與增加周圍胰島素受體敏感性，使葡萄糖代謝加強(qiáng)。5.糖尿病患者進(jìn)食高纖維素飲食，可改善高血糖，減少胰島素和口服降糖藥物的應(yīng)用劑量。

Q： 膳食纖維有哪些種類？都存在哪些食物中？

A： 關(guān)于膳食纖維的分類，一個(gè)比較粗的分法是分為可溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維?？扇苄缘谋热绻z、樹膠、葡聚糖、海藻酸鈉等；不溶性的包括纖維素、木質(zhì)素、殼聚糖、植物蠟、抗性淀粉、水蘇糖、棉籽糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚異麥芽糖、大豆低聚糖等。目前大家廣泛熟知的高膳食纖維食品是魔芋，其實(shí)膳食纖維也廣泛存在于粗糧、干豆、蔬菜、水果、海藻、菌類中。

Q： 膳食纖維吃得少對身體有哪些危害？相反地，膳食纖維會(huì)不會(huì)吃過量，吃過量對身體有害嗎？

A：國家對人體膳食纖維需要量是有研究的，目前我們國家膳食攝入量在18 g左右，而根據(jù)研究得出的推薦量是每天25～30 g，所以現(xiàn)在我們普遍還沒有吃夠。長期膳食纖維攝入過少，會(huì)增加許多慢性疾病的風(fēng)險(xiǎn)，最直接的比如便秘，間接一些的可以說跟癌癥、糖尿病等都有關(guān)系。但如果吃太多也有一定的不良反應(yīng)，比如每天吃到45 g膳食纖維，大多數(shù)人會(huì)感到不適（可溶性的膳食纖維耐受性好于不可溶的）。如果吃到每天75～80 g，便會(huì)引起胃脹氣。但聚葡萄糖又例外，即使一天吃90 g，也不會(huì)有副作用。膳食纖維的長期高攝入量會(huì)對胃造成損傷，但在只通過飲食攝入的情況下，是不會(huì)吃過量的。

Q： 膳食纖維的保健品能代替食物中的膳食纖維嗎？

A：如果說吃了膳食纖維保健品就不用吃富含膳食纖維的食物了，更具體點(diǎn)說，就可以只吃大魚大肉，高糖、高蛋白、高脂肪的食物了，那肯定是不行的，因?yàn)楦缓攀忱w維的食物，它能供給人體的并不僅僅是膳食纖維這一種東西，還包括其他的維生素、礦物質(zhì)、微量營養(yǎng)素甚至是我們科學(xué)尚未發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)。所以說“代替”是不正確的，如果平時(shí)膳食纖維獲取不足，用保健品作為補(bǔ)充，那是可以的。此外，膳食纖維保健品也一定要看清楚配方、廠家等標(biāo)識，如果添加了較多的糖，雖然吃起來比較美味可口，但無疑會(huì)增加糖的攝入。