科羅拉多州基斯頓—您的腸道是持續不斷的地盤戰的場所。數以百計的細菌物種——以及真菌、古細菌和病毒——每天都在戰鬥，爭奪資源。一些公司提倡攝入更多益生菌，即活的有益細菌，以改善我們腸道中的微生物群落，但越來越多的研究支援這樣一種觀點，即最有效的方法可能是更好地餵養我們已經擁有的良好細菌。它們的首選食物？纖維。
長期以來，纖維一直與更好的健康狀況有關，但新的研究表明，腸道微生物群可能在這種模式中發揮作用。一項調查發現，在飲食中新增更多纖維可以引發從與肥胖相關的微生物特徵向與精瘦體格相關的微生物特徵的轉變。另一項最新研究表明，當微生物缺乏纖維時，它們可能會開始以腸道保護性粘液層為食，可能引發炎症和疾病。
“飲食是我們改變微生物群的最強大工具之一，”斯坦福大學的生物學家賈斯汀·索嫩伯格在本月早些時候在基斯頓研討會關於腸道微生物群的會議上說。“膳食纖維和微生物群的多樣性相互補充，以獲得更好的健康結果。” 特別是，有益微生物以可發酵纖維為食——這些纖維可以來自各種蔬菜、全穀物和其他食物——這些纖維在向下消化道移動時能抵抗人體酶的消化。這些纖維相對完整地到達大腸，準備被我們大量的微生物吞噬。微生物可以為我們提取纖維的額外能量、營養素、維生素和其他化合物。從纖維中獲得的短鏈脂肪酸尤其令人關注，因為它們與改善的免疫功能、減少的炎症和預防肥胖有關。
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然而，按照歷史標準，今天的西方飲食纖維含量極低。索嫩伯格指出，它每天大約含有15克纖維。在我們作為狩獵採集者的早期歷史的大部分時間裡，我們每天可能攝入接近10倍的纖維。“想象一下這對我們微生物群在進化過程中產生的影響，”他說。
你的細菌就是你吃的東西
然而，新的研究表明，並非所有有益纖維都需要來自我們祖先覓食的根和粗糧。凱利·斯旺森，伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的比較營養學教授，及其團隊發現，僅僅在受試者的日常飲食中新增纖維豐富的零食棒就可以在幾周內改變微生物特徵。在一項針對21名健康成年人的小型研究中，這些成年人的平均美國纖維攝入量為每天一根纖維零食棒（含有21克纖維），持續三週，與研究前或食用無纖維零食棒三週後相比，顯著增加了擬桿菌屬細菌的數量，並減少了厚壁菌門細菌的數量。這種比例——擬桿菌門多於厚壁菌門——與較低的BMI相關。這些發現發表在1月份的《美國臨床營養雜誌》上。
“我們一直都知道，如果你吃大量纖維，你就會減肥，”斯旺森說。他和最近的其他研究表明，我們的腸道微生物群在這種關係中起著關鍵作用。除了識別細菌群外，基因組掃描還揭示了腸道微生物中活躍基因的轉移模式。隨著纖維消耗量的增加，與蛋白質代謝相關的基因活性下降，研究人員希望這一發現將幫助他們理解飲食和體重減輕的複雜難題。“我們越來越接近真正的因果關係，”斯旺森說。
餵養微生物，這樣它們就不會以你為食
當腸道微生物缺乏可發酵纖維時，一些微生物會死亡。然而，其他微生物能夠轉向腸道中的另一種食物來源：粘液層，它有助於保持腸壁完整且免受感染。
在最近於基斯頓會議上發表的一項研究中，密歇根大學醫學院的埃裡克·馬滕斯、博士後研究員馬赫什·德賽及其同事發現，這種燃料轉換對齧齒動物產生了驚人的後果。一組餵食高纖維飲食的小鼠具有健康的腸道內壁，但對於餵食無纖維飲食的小鼠，“粘液層顯著減少了，”他在會議上解釋說。這種轉變有時可能會產生嚴重的健康後果。瑞典團隊的一項研究，去年發表在《腸道》雜誌上，表明細菌穿透粘液層與潰瘍性結腸炎（一種痛苦的慢性腸道疾病）之間存在聯絡。
第三組小鼠交替接受高纖維食物和無纖維食物——“就像如果我們有一天表現不好吃麥當勞，第二天吃全穀物一樣，”馬滕斯開玩笑說。即使是兼職高纖維飲食也不足以保持腸道健康：這些小鼠的粘液層厚度約為持續高纖維飲食小鼠的一半。他說，如果我們能將這些結果推廣到人類，“它告訴我們，即使每隔一天吃全纖維食物仍然不足以保護你。你需要每天吃高纖維飲食才能保持腸道健康。” 同樣，斯旺森的研究小組發現，一旦高纖維零食棒停止食用，其成年受試者的腸道微生物群就會恢復到最初的特徵。
馬滕斯及其同事還觀察到，持續高纖維飲食的小鼠比無纖維飲食的小鼠消耗更少的熱量，並且更苗條，這表明纖維以多種方式有益於身體。“像這樣的研究很棒，因為它正在深入研究解釋纖維為何有益的機制，”斯旺森說。
正如所有這些工作所強調的那樣，腸道微生物群具有極強的可塑性。賈斯汀·索嫩伯格和埃麗卡·索嫩伯格在2014年11月發表在《細胞代謝》雜誌上的一篇文章中寫道，這種快速的、受飲食影響的變化可能在我們的進化過程中對我們很有幫助，其變化速度快於我們自身的生理機能。“在將我們部分消化和卡路里獲取委託給我們的腸道居民後，我們生物學中的微生物部分可以輕鬆適應可用食物的日常或季節性變化，”他們指出。新的研究繼續表明，飲食引起的微生物變化“在短時間內基本上是可逆的”。但問題仍然是，長期低纖維攝入——在一生或幾代人的時間裡——可能會如何永久性地改變我們的腸道和我們的健康。