膳食蛋白质来源——无论是动物性还是植物性——此前已被发现与死亡率差异有关。然而，这些蛋白质来源如何影响人类健康和寿命的机制仍然知之甚少。
北卡罗来纳州立大学研究人员在《ISME Journal》上发表的一项新研究表明，不同的蛋白质来源可以显著改变肠道微生物群。这些发现可能为改善影响全球数百万人生活质量的胃肠疾病的预防和治疗方法提供新的思路。
膳食蛋白质对肠道微生物群的影响尚不明确
膳食蛋白质是一种至关重要的宏量营养素，对于人类健康至关重要，特别是对于维持肌肉骨骼健康和代谢功能。蛋白质刺激肌肉蛋白质合成（MPS），使肌肉得以维持、生长和修复——随着年龄的增长，由于肌少症（年龄相关的肌肉质量和功能下降）的影响，这一点尤为重要。
在探索不同蛋白质来源之间的差异时，动物蛋白（如鸡蛋、牛奶、鸡肉、乳清蛋白等）通常比植物蛋白更能刺激MPS。对于素食者或纯素食者来说，了解哪些非动物性食物能够提供足够的膳食蛋白质以支持肌肉健康是非常重要的。
然而，蛋白质来源也会影响人类健康。研究表明，高动物蛋白摄入者的死亡率高于主要食用植物蛋白的人。
“我们现在的饮食有问题，但我们还远远没有弄清楚问题是什么，”该论文的共同通讯作者、博士后研究员Alfredo Blakeley-Ruiz说。
尽管存在未知因素，但肠道微生物群——生活在动物消化道中的微生物——被认为在不同蛋白质来源对健康的影响中起着重要作用。在小鼠和人类中，饮食已被证明会以有益或有害的方式改变肠道微生物群的组成和功能。
Blakeley-Ruiz及其团队特别感兴趣的是饮食中的蛋白质来源（如牛奶、鸡蛋以及不同植物如豌豆或大豆中的蛋白质）如何影响小鼠的肠道微生物群。
“我们的实验室想知道不同饮食如何影响肠道中的微生物，并了解这些微生物在这种饮食下功能上的变化，”他说。
不同蛋白质来源导致肠道微生物群的功能变化
研究人员给小鼠喂食含有单一蛋白质来源的饮食，每次持续一周，包括蛋清、糙米、大豆和酵母。
通过使用结合宏基因组学-宏蛋白质组学的方法，利用高分辨率质谱技术，研究人员发现小鼠的肠道微生物群在整个研究过程中发生了显著变化，某些蛋白质来源显示出极端效果。
“每当我们改变蛋白质来源时，肠道微生物群的组成都会发生显著变化，”Blakeley-Ruiz说。“蛋白质来源中对功能影响最大的是糙米、酵母和蛋清。”
Blakeley-Ruiz及其团队检查了不同蛋白质饮食对肠道微生物群功能变化的影响。他们发现，不同蛋白质来源对氨基酸代谢和复杂糖降解的影响最大，后者出乎意料。
“糙米和蛋清饮食增加了小鼠肠道微生物群中氨基酸的降解，这意味着微生物正在分解这些蛋白质，而不是从头开始制造自己的氨基酸，”Blakeley-Ruiz说。“这是我们想进一步研究的内容。一些氨基酸可以降解成毒素，而另一些则会影响肠-脑轴，因此这些饮食可能存在健康影响。”
糖链——附着在蛋白质上的长链糖——也在改变肠道微生物群的功能方面发挥了作用，改变了分解它们的酶的产生。
“这在健康方面可能非常重要，”Blakeley-Ruiz说。“特别是在蛋清饮食中，一种细菌占主导地位并激活了许多糖链降解酶。我们在实验室中培养了这种细菌，并发现其在含有蛋清蛋白的培养基中产生的糖链降解酶与在含有黏液的培养基中产生的相似。”
黏液——一种覆盖在肠道内壁的物质——保护消化系统免受酸和病原体的侵害。如果细菌产生分解黏液的酶，可能会损害肠壁，从而对肠道健康产生负面影响——这是研究人员希望进一步探索的领域。
研究结果促使对蛋白质-微生物群联系的深入调查
尽管这项研究为未来关于膳食蛋白质来源与肠道微生物群组成关系的调查提供了重要基础，但作者承认存在一些局限性。
“我们研究的一个局限性是，当然，这些饮食非常人为化，可能导致结果被放大，”该论文的共同通讯作者、植物和微生物生物学副教授Manuel Kleiner说。“但现在我们表明蛋清对微生物群有极端影响。未来，我们非常有兴趣了解这种效应在混合蛋白质饮食中的机制。”
尽管所用饮食模型较为简化，但研究突出了由蛋白质类型驱动的微生物群的变化，尤其是蛋清。Kleiner强调，虽然简化的饮食可能无法直接反映现实世界的饮食模式，但它们能够在控制环境中隔离个别蛋白质的具体效应。
“我们的研究不仅识别了肠道微生物群中存在的细菌种类及其相对丰度，还揭示了它们的功能角色，”他补充说。“在这种情况下，我们看到微生物正在积极地消化糖链，为我们提供了关于饮食如何影响微生物活动和代谢结果的非常详细的画面。”
参考文献： Blakeley-Ruiz JA, Bartlett A, McMillan AS, et al. 饮食蛋白质来源改变肠道微生物群的组成和功能。《ISME Journal》。2025年。doi: 10.1093/ismejo/wraf048
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