用膳食纖維改變腸道菌群緩解2型糖尿病

腸道菌群是一個複雜的微生物生態系統，與腸道菌群維持互惠共生關係對於人類健康至關重要。這種共生關係中最值得注意的一個例子就是發酵碳水化合物產生短鏈脂肪酸：人類宿主的飲食為細菌生長提供不易消化的碳水化合物；而細菌產生短鏈脂肪酸作為回報，為結腸細胞提供能量底物、減輕炎症反應、調節飽腹感等等。短鏈脂肪酸產生的缺乏與許多疾病有關，包括2型糖尿病。

近日，上海交通大學趙立平教授團隊發表在國際頂尖雜誌《Science》上的一項重量級研究成果發現，給2型糖尿病患者補充大量不同的膳食纖維可以選擇性地促進一組產短鏈脂肪酸的腸道細菌的富集，這一組細菌的多樣性和丰度越高，患者的糖化血紅蛋白（HbA1c）水平改善越多，也就是血糖改善越好，這部分通過增加胰高血糖素樣肽-1的產生來實現。促進這些有益細菌的富集也大大減少了代謝產生有害化合物（比如吲哚和硫化氫）的有害細菌的丰度，這也使得腸道更加健康。因此，通過有效地補充恰當的膳食纖維可以重新平衡腸道菌群，恢復腸道細菌與人類宿主的互惠共生關係，降低血糖和體重，並可能為預防和治療2型糖尿病的新營養學方法鋪平道路。

然而，另一方面，在2017年11月1日在線發表在《Gut》雜誌上的一項研究發現，全穀物飲食並不能改變具有代謝綜合征高風險的健康人群的胰島素敏感性和腸道菌群組成，但是可以降低體重和全身低度炎症。

某些膳食纖維可能成為治療2型糖尿病的一部分

腸道微生物在對食物攝入的反應中發揮著一系列的作用；一些慢性疾病，如2型糖尿病，部分是由於腸道細菌發酵碳水化合物產生的短鏈脂肪酸的缺乏而引起的。

以前的一些臨床試驗表明，增加不可消化但可發酵的碳水化合物膳食纖維的攝入有助於緩解2型糖尿病，但治療反應卻差異很大。腸道中有數百種細菌都有發酵碳水化合物產生短鏈脂肪酸的能力。為了提高膳食纖維干預的臨床效果，我們必須了解當碳水化合物的攝入增加時腸道菌群到底是如何反應以及如何相互作用的。

趙教授發表在《Science》雜誌上的研究中，2型糖尿病患者被隨機分為兩組：一組為對照組，他們按照中國中國糖尿病協會患者教育和膳食指南接受常規治療；另一組為高膳食纖維飲食治療組，他們接受規定的飲食，包括全穀物、中國傳統藥用食物和益生元。

接下來，研究人員描述了患者腸道菌群的動態特徵及其對患者葡萄糖穩態的影響，包括了解膳食纖維的增加是如何改變腸道菌群的整體組成的。

糖化血紅蛋白（HbA1c）水平是研究人員主要關注的指標。一開始，HbA1c的水平在兩組中均以時間依賴的方式顯著下降；然而，從第28天開始，高膳食纖維治療組的下降幅度更大。

在第12周干預結束時，高膳食纖維治療組中獲得足夠的血糖控制（HbA1c

在鑒定的141種產短鏈脂肪酸的腸道細菌中，大量膳食纖維的攝入促進了其中15種細菌的大量富集，這些細菌最有可能參與到促進健康的過程中，它們促進2型糖尿病患者腸道微生態系統中缺乏的短鏈脂肪酸大量產生，主要是丁酸和乙酸。促進這群產短鏈脂肪酸的細菌活性，不僅增強其有益功能，而且可以幫助維持一個使有害細菌遠離的腸道環境。這一組細菌的多樣性和丰度越高，患者的HbA1c水平改善越多，也就是血糖改善越好。

這表明，不可消化但可發酵的碳水化合物的攝入增加已經足夠引起2型糖尿病患者臨床相關代謝的改善。針對這群腸道細菌的膳食纖維最終可能成為2型糖尿病患者的飲食建議和治療的主要部分。

全穀物的健康益處不依賴於腸道菌群的變化

與此同時，發表在《Gut》雜誌上的研究中，60名有代謝綜合征高風險的健康丹麥成人被納入一項隨機交叉試驗，進行兩個為期8周的飲食干預，包括全穀物飲食和精製穀物飲食。兩個8周干預期之間存在一個大於6周的清除期。

全穀物飲食的攝入與能量攝入和體重降低以及血清炎症標記物水平顯著減少，比如白介素6（IL-60）和C反應蛋白（CRP）。

然而，與精製穀物飲食相比，全穀物飲食並不能顯著改變腸道菌群的組成，也不影響葡萄糖穩態。因此，富含全穀物的特定飲食的健康益處似乎不依賴於腸道菌群組成的變化，至少在8周的飲食干預期內。

全穀物的攝入對具有代謝綜合征高風險的成年人的亞臨床炎症血液標誌物具有有益的影響；對於那些具有炎症相關疾病風險的人，應該鼓勵全穀物的攝入。

圖片來自網路

參考文獻：

Zhao, L., et al. (2018). "Gut bacteria selectively promoted by dietary fibers alleviate type 2 diabetes." Science 359(6380): 1151-1156.

Roager, H., et al. (2017). "Whole grain-rich diet reduces body weight and systemic low-grade inflammation without inducing major changes of the gut microbiome: a randomised cross-over trial."Gut

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