2024-03-09 农历甲辰年 正月廿九
肠道菌群越变越单一

受访专家:

北京协和医院内分泌科主任医师 伍学焱

中国农业大学食品科学与营养工程学院副教授 朱毅

本报记者 高瑞瑞

早餐是速食麦片配面包,午餐依赖盒饭,晚餐常点油炸类外卖——这种现代都市生活中司空见惯的饮食模式,正悄然驱动肠道内的微观进化。美国加州大学洛杉矶分校研究团队在国际顶刊《自然》发表研究,对全球24个人群、约30种常见肠道共生菌开展基因组分析证实:人类肠道细菌正加速进化,以适应工业化饮食。

工业化饮食重塑肠道微生态

肠道菌群自人类出现以来就与人体共生,在原始社会形成了适配天然饮食的稳定基因组。但近几十年的工业化浪潮,彻底打破了这种平衡,饮食成为驱动菌群快速进化的核心力量。

中国农业大学食品科学与营养工程学院副教授朱毅接受《生命时报》记者采访时介绍,传统饮食以全谷物、天然果蔬、杂豆为主,富含复杂膳食纤维、抗性淀粉与多酚,是肠道菌群的“全能营养餐”。而工业化饮食核心成分是添加糖、精制淀粉等,麦芽糊精这一工业水解淀粉产物,更是作为乳化剂、质地改良剂,大量应用于零食、饮料等超加工食品中,成为现代饮食的标志性成分。

“早期人类饮食以天然植物为主,膳食纤维无法被人体直接吸收,却是肠道细菌的核心营养源;现代加工食品剥夺了菌群的‘天然口粮’,取而代之的是单一精制碳水化合物与各类添加剂。”朱毅分析道,这种变化相当于让擅长处理复杂碳水化合物的“全能工人”,被迫转型为专注于分解精制碳水化合物的“单项技工”,肠道菌群若想存活,必须从基因层面改变。

实际上,细菌的进化速度远超人类。上述研究发现,肠道菌群并非依靠缓慢的基因突变积累优势,而是通过菌株间的基因交换,让适应工业化饮食的有利基因快速扩散,形成基因特异性选择性清除。在这种情况下,携带优势基因的菌株会迅速占据主导,周边有害变异也可能通过“搭便车效应”同步传播。

该研究在全球人群肠道中检测到超300次基因选择性清除事件,最频繁发生在与碳水化合物代谢相关的基因位点。尤其是mdxEF基因(负责编码麦芽糊精ABC转运蛋白),在直肠真杆菌、布氏瘤胃球菌等核心菌种中被反复锁定为选择性清除的靶点。并且,该基因变化仅在工业化饮食人群中高频存在,非工业化饮食人群未检测到此类信号,这清晰印证了饮食对肠道菌群基因的定向塑造。

此外,对比19个工业化饮食人群与5个非工业化饮食人群后,研究团队还发现,两类群体的肠道菌群进化方向差异极大,前者集中在麦芽糊精、精制淀粉等超加工食品相关代谢基因,后者则聚焦于天然膳食纤维、复杂碳水化合物等传统饮食相关代谢基因。与此同时,工业化饮食人群间共享的基因选择性清除事件发生频率,是非工业化饮食人群的两倍以上。这意味着工业化饮食对肠道菌群的塑造,不是个别地区、个别人群的特例,而是全球趋势。

当下为生存进化,未来给慢病埋雷

肠道菌群的快速进化,本质是“适者生存”的生物学过程,短期能帮助人体消化新型食物成分,但长期来看,这种单向进化正在破坏肠道微生态平衡,成为慢病高发的推手。

北京协和医院内分泌科主任医师伍学焱解释道,远古人类日均摄入膳食纤维上百克,而如今,据多项研究数据,全球多数地区人群的日均膳食纤维摄入量不足20克,巨大缺口直接导致菌群多样性骤降。

“传统饮食滋养的菌群如同热带雨林,物种丰富、功能全面,应对外界扰动的能力极强;工业化饮食筛选出的菌群,则相当于单一作物田,‘生态韧性’大幅下降,一旦饮食突变或遭遇致病菌,极易崩溃。”伍学焱说。

人体代谢模式会因此逐渐偏离健康轨道。伍学焱表示,这一过程体现在三个层面:一是肠道内丁酸等有益短链脂肪酸产量下降,肠道屏障功能受损,肠道内的细菌、未消化食物颗粒等有害物质能透过肠黏膜进入血液循环和组织间隙,引发病理症状;二是促炎菌群代谢产物增加,诱发全身低度慢性炎症;三是碳水化合物代谢效率异常提升,能量吸收过度,增加肥胖、胰岛素抵抗风险。

“‘一切疾病起源于肠道’,希波克拉底的远见在今天得到验证。”伍学焱说,这些菌群失衡导致的代谢异常,正成为高血压、糖尿病、脂肪肝等慢病的共同土壤。

把菌群调回“正轨”

“好消息是,目前肠道菌群对工业化饮食的适应仍处于早中期:传统功能菌群未完全消失,新型适应菌群正在壮大,尚未形成不可逆的基因固定。”朱毅告诉记者,她团队开展的8周非工业化饮食干预实验显示,同等热量下,回归天然饮食可让受试者体重、血糖、低密度脂蛋白胆固醇、炎症标志物显著下降,促炎菌群减少,有益菌群增殖。“这说明饮食干预可以纠正菌群进化偏差,重建健康肠道微生态。”

两位专家均表示,面对肠道菌群的快速进化,无需恐慌,但也不能放任不管,应通过科学饮食引导菌群回归平衡。具体建议如下:

多提供“天然口粮”。优先选择能看到原料本貌的食物,用新鲜果蔬、全谷物、杂豆、薯类替代精制米面(白米饭、白馒头、白面包、面条),让菌群重新获得复杂膳食纤维滋养。避开调味酱、含糖饮料等配料表冗长且含麦芽糊精、人工乳化剂、防腐剂的食品。

精细化“日常餐盘”。注重合理搭配,确保荤素均衡,减少高油、高盐、高糖食物,避免让精制米面占据一餐主导;每天至少摄入30克膳食纤维,可多吃燕麦、糙米、藜麦、芹菜、西蓝花、魔芋等食物,为有益菌提供能量来源;保障食物多样化,平均每天摄入12种以上食物,每周25种以上,合理搭配,涵盖谷薯、蔬果、豆类、坚果、肉蛋奶等,提升菌群多样性;补充天然发酵食品,日常适量摄入无糖酸奶、低盐泡菜、豆豉、纳豆等,补充益生菌及其代谢产物,助力菌群平衡。

坚持住“友好习惯”。主动养成肠道菌群“友好习惯”,为其营造一个稳定、安全的生存环境。不滥用抗生素,尤其是普通的病毒性感冒无需使用,避免无差别杀灭有益菌;保持规律三餐,拒绝暴饮暴食、过度节食,让菌群维持稳定代谢节奏;每周进行至少150分钟中等强度运动,有助保持菌群活力;减少有害物质暴露,少用塑料制品,优先选择有机食材,降低农残、重金属对肠道菌群的损伤。▲