Nat Microbiol：有趣！膳食纤维可以调节肠道细菌对色氨酸的使用，从而促进肠道健康

众所周知，我们可以从水果、蔬菜和全谷物中获取健康的膳食纤维。但为什么纤维对我们如此有益呢？

在一项新的研究中，来自丹麦技术大学国家食品研究所和哥本哈根大学的研究人员发现，膳食纤维通过影响结肠中细菌的行为，巧妙地在产生有益物质与避免有害物质之间达成平衡。

相关研究结果于2024年6月25日在线发表在Nature Microbiology期刊上，论文标题为“Dietary fibre directs microbial tryptophan metabolism via metabolic interactions in the gut microbiota”。

膳食纤维有益于我们的健康。研究人员如今发现了其中的一个重要原因。我们结肠中不同类型的细菌会竞相利用一种名为色氨酸的必需氨基酸。这种竞争是一把双刃剑——可导向健康或不利的健康后果。这项新研究指出当我们摄入大量膳食纤维时，肠道细菌会帮助将色氨酸转化为健康物质。但如果我们没有摄入足够的纤维，色氨酸就会被肠道细菌转化为有害化合物。

论文共同通讯作者、丹麦技术大学国家食品研究所的Tine Rask Licht教授说，“这些结果强调，我们的饮食习惯不仅会影响体内的肠道细菌，并且会极大地改变它们的行为，在促进健康的活动和与疾病相关的活动之间形成微妙的平衡。从长远来看，这些结果可以帮助我们设计出预防一系列疾病的饮食方案。”

膳食纤维决定对色氨酸的争夺

科学家们早就知道，膳食纤维会被结肠中的肠道细菌直接转化为健康的短链脂肪酸。然而，这项新的研究却出人意料地表明，膳食纤维还能阻止色氨酸转化为有害物质，促进推动其向有利于身体健康的路径转化。

论文共同通讯作者、丹麦技术大学国家食品研究所研究员Anurag Kumar Sinha说，“肠道细菌中的大肠杆菌能将色氨酸转化为一种名为吲哚的有害化合物，这种化合物与慢性肾病的进展有关。但是，另一种肠道细菌，即产芽胞梭状芽胞杆菌（Clostridium sporogenes）却能将色氨酸转化为健康物质，从而预防炎症性肠病、2 型糖尿病、心血管疾病和神经系统疾病。”

通过在细菌培养物和小鼠中进行的多项实验，这些研究人员证明，降解纤维的肠道细菌，比如多形拟杆菌（Bacteroides thetaiotaomicron）能调节大肠杆菌的吲哚形成活性。

Sinha说，“这是一个相互影响的链条反应——多形拟杆菌能将纤维分解成单糖，从而帮助大肠杆菌生长。纤维中的糖成分阻止了大肠杆菌将色氨酸转化为吲哚，从而使得产芽胞梭状芽胞杆菌获得色氨酸并转化为健康的化合物。”

肠道细菌的活性很重要

此前的诸多研究已证实，膳食纤维能改变肠道微生物组中的细菌组成和数量。然而，仅仅研究肠道微生物种类的组成和数量并不能说明它们对我们健康的影响。

图片来自Nature Microbiology, 2024, doi:10.1038/s41564-024-01737-3

丹麦技术大学国家食品研究所副教授Martin Frederik Laursen说，“肠道微生物组研究领域非常注重评估饮食对潜在好或坏的肠道菌数量的影响，但往往忽略了饮食可以调节肠道细菌的活性，而不一定会对结肠中细菌种类的数量产生重大变化。”

综上所述，膳食纤维作为连接饮食与肠道健康的桥梁，不仅确保了必需氨基酸如色氨酸的恰当代谢，还指导肠道微生物发挥其最佳的健康促进潜能。这一发现，无疑为促进肠道健康和预防疾病提供了重要的饮食指导思路。

在此补充一点：色氨酸等必需氨基酸必须从饮食中获取，因为人体无法合成这些氨基酸。富含蛋白的食物是色氨酸的主要来源，比如鸡肉、鲑鱼、金枪鱼、鸡蛋、牛奶、奶酪、酸奶、豆类、坚果和种子。而膳食纤维则多存在于水果、蔬菜和全谷物中。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Anurag K. Sinha et al. Dietary fibre directs microbial tryptophan metabolism via metabolic interactions in the gut microbiota. Nature Microbiology, 2024, doi:10.1038/s41564-024-01737-3.