吃完整食物 v.s. 打碎的，有区别吗？Nat Metab研究发现食物结构竟能调控血糖和饱腹感激素

在快节奏的现代生活中，我们每天都在与食物打交道，从早餐的面包到晚餐的杂粮，食物的选择不仅关乎口味，更直接影响着我们的代谢健康。然而，当我们讨论饮食与疾病的关系时，往往更关注营养成分的配比，却忽略了一个关键因素——食物的微观结构。

近日，Nat Metab发表的一项重要研究Upper-gastrointestinal tract metabolite profile regulates glycaemic and satiety responses to meals with contrasting structure: a pilot study，为我们打开了理解食物与代谢关系的新视角，揭示了食物结构如何通过调节上消化道代谢物谱，影响餐后血糖反应和饱腹感。

研究背景

豆类作为全球重要的农作物，兼具良好的营养和环境效益，被广泛推荐用于对抗非传染性疾病。研究表明，豆类有助于改善血糖水平，并通过影响肠道激素延长饱腹感。然而，全球豆类摄入量却呈下降趋势，这与食品加工过程中植物细胞结构的破坏密切相关。当前的饮食干预策略多聚焦于减少碳水和脂肪摄入，却忽视了一个核心问题：食物结构如何调控宏量营养素释放到肠道并被人体吸收的程度，进而影响餐后代谢、肠道激素释放和热量值。

在天然可食用植物组织中，营养素被包裹在植物细胞内，周围的细胞壁（膳食纤维）如同“物理屏障”，限制了细胞内宏量营养素与肠道消化酶的接触，这种“屏障机制”在煮熟的豆类中尤为显著。体外消化研究显示，破碎细胞中的淀粉消化率显著高于完整细胞，但植物细胞完整性、肠道内容物与血糖反应之间的直接关系仍需验证。更值得关注的是，食物加工引起的肠道内容物变化如何影响饱腹感和肠道激素信号传导，这一领域的认知仍存在明显空白。

研究设计

为探究食物结构对消化的影响，研究团队设计了一项随机交叉试验。10名健康参与者被安置鼻肠管，以便在食用等营养但细胞结构不同的鹰嘴豆餐时，同步采集胃和十二指肠样本。试验设置了三种具有对比性的餐食结构：“完整细胞簇”（Intact-C）、“分离完整细胞”（Intact-S）和“破碎细胞”（Broken），通过光学显微镜确认其结构差异。主要观察指标为肠道激素反应，次要指标包括肠道内容物分析、血糖和胰岛素反应、主观食欲变化及随意能量摄入。

图 1：研究设计与测试餐食概述

关键发现：结构差异引发的代谢分化

1. 细胞结构决定血糖与胰岛素应答

研究结果显示，食物细胞结构对餐后血糖（P<0.001）和胰岛素（P=0.003）反应产生显著影响。“破碎细胞”餐食导致血糖峰值较“完整细胞簇”升高190%，较“分离完整细胞”升高92%；胰岛素峰值较“完整细胞簇”升高65%。从曲线下面积（iAUC）来看，“破碎细胞”餐的血糖iAUC较“完整细胞簇”高148%，胰岛素iAUC高74%。这表明，破坏植物细胞结构会显著增强淀粉的生物可及性，导致餐后血糖和胰岛素反应的幅度与持续时间增加，颠覆了“豆类均为低血糖指数食物”的固有认知。

图 2：不同结构鹰嘴豆餐的血糖和胰岛素反应

2. 完整细胞结构增强饱腹感相关激素释放

在肠道激素反应方面，“破碎细胞”餐引发了早期快速的葡萄糖依赖性胰岛素otropic肽（GIP）和胰高血糖素样肽-1（GLP-1）峰值，30分钟内胃麦芽糖浓度急剧上升是主要驱动因素。而“分离完整细胞”餐则表现出GLP-1和肽YY（PYY）的持续释放，120分钟时十二指肠氨基酸和未消化淀粉水平显著升高。具体而言，“分离完整细胞”的PYY峰值较“破碎细胞”高214%，PYY的iAUC更是达到568%的显著差异，主观饱腹感评分也更高，表明完整细胞结构通过调节肠道代谢物谱，延长了饱腹感信号的传导。

图 3：不同结构鹰嘴豆餐的肠道激素和食欲反应

3. 上消化道代谢物的动态调控机制

通过1H核磁共振代谢组学分析发现，“破碎细胞”餐在餐后30分钟时胃和十二指肠中的淀粉消化产物（麦芽糖、葡萄糖）水平显著升高，而“完整细胞”餐在120分钟时十二指肠氨基酸和结合胆汁酸浓度更高。相关性分析显示，胃麦芽糖浓度与早期血糖、GIP和GLP-1反应紧密相关，而十二指肠未消化淀粉则与PYY和后期GLP-1反应呈正相关。这揭示了上消化道不同区域的代谢物动态变化，如何通过作用于肠内分泌细胞，引发差异化的激素分泌模式。

图 4：肠道淀粉消化产物浓度、估计未消化淀粉含量及其与血液反应的关系

研究意义

这项研究首次在人体中证实，食物微观结构通过调控上消化道营养素的释放模式，显著影响餐后代谢和饱腹感。当植物细胞结构被破坏时，淀粉快速释放导致血糖骤升，虽能快速刺激部分肠道激素，但饱腹感维持时间缩短；而完整的细胞结构如同“天然缓释系统”，通过延缓淀粉消化和持续释放氨基酸，促进GLP-1和PYY的长效分泌，增强饱腹感。

这一发现为糖尿病和肥胖的饮食干预提供了新方向。在食品加工中保留植物细胞完整性，或可成为优化餐后代谢的有效策略。例如，将整粒豆类而非豆粉纳入饮食，可能更有利于血糖控制和体重管理。未来，随着对食物结构与肠道信号互作机制的深入理解，我们有望开发出基于结构设计的功能性食品，为慢性病预防提供更精准的饮食方案。

当我们下次准备餐食时，或许可以多留意食物的“原貌”——完整的豆子、未经精细研磨的谷物，这些看似简单的选择背后，可能蕴藏着维持代谢健康的自然智慧。这项研究不仅揭示了食物结构的代谢密码，更提醒我们：在追求便捷加工食品的同时，不妨给食物的天然结构多一点尊重，这或许是通往健康的另一条路径。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Cai M, Tejpal S, Tashkova M, et al. Upper-gastrointestinal tract metabolite profile regulates glycaemic and satiety responses to meals with contrasting structure: a pilot study. Nat Metab. Published online June 20, 2025. doi:10.1038/s42255-025-01309-7