肠道微生物中的甲烷制造者可能影响你从食物中吸收的热量

Is your gut microbiome a calorie 'super harvester'?

在你的肠道中，有一个复杂的微生物生态系统，其中有一种特殊的微生物可以制造甲烷。根据亚利桑那州立大学的一项新研究，这种鲜为人知的甲烷制造者可能会影响你从食物中吸收多少热量。

整个微生物生态系统被称为微生物组。有些人的肠道微生物组会产生大量甲烷，而另一些人则几乎不产生。

研究发现，那些肠道微生物组产生大量甲烷的人特别擅长从高纤维饮食中提取额外的能量。这可能解释了为什么不同的人从到达结肠的食物中获得的热量不同。

研究人员指出，高纤维饮食并不是问题所在。无论甲烷产量如何，人们从加工食品为主的西方饮食中吸收的总热量更多。而在高纤维饮食中，人们总体上吸收的热量较少，但具体数量因甲烷产量而异。

这项研究的结果可能为个性化营养提供基础。

“这种差异对饮食干预有重要影响。它表明，即使在同一饮食下，人们的反应也可能不同。部分原因是他们的肠道微生物组组成不同。”该研究的主要作者、生物设计中心健康通过微生物组研究生布莱克·迪克斯说。迪克斯也是亚利桑那州立大学生命科学学院的博士生。

这项发表在《国际微生物生态学会杂志》上的研究发现，产生甲烷的微生物（称为产甲烷菌）与更高效的微生物组和更高的食物能量吸收有关。

微生物组的主要工作之一是帮助消化食物。微生物将纤维发酵成短链脂肪酸，身体可以利用这些脂肪酸作为能量。在这个过程中，它们会产生氢气。过多的氢气会暂停它们的活动，但其他微生物可以通过消耗氢气来维持这个过程。

产甲烷菌是吃氢气的微生物。当它们消耗氢气时，会产生甲烷。它们是唯一能制造这种化合物的微生物。

“人体本身不会产生甲烷，只有微生物才会。因此我们建议甲烷可以作为一种生物标志物，表明微生物高效生产短链脂肪酸。”该研究的通讯作者、生物设计中心健康通过微生物组主任罗西·克拉姆尼克-布朗说。

研究表明，这些微生物相互作用会影响身体的新陈代谢。研究团队发现，较高的甲烷产量与更多的短链脂肪酸在肠道中被制造和吸收有关。

在实验中，研究人员为每位参与者提供了两种不同的饮食。一种饮食含有更多的加工食品和低纤维，另一种饮食富含全食物和高纤维。这两种饮食都含有相同比例的碳水化合物、蛋白质和脂肪。

亚利桑那州立大学的研究人员与AdventHealth转化研究所合作，在一个独特的设施中进行了这项实验。在六天的时间里，每位参与者都住在一个密封的、类似酒店的房间里，称为全身热量计，它可以测量他们的新陈代谢和甲烷输出。其他实验依赖于一次呼吸测试来测量甲烷。

该团队的方法可以收集更全面的数据。它不仅捕捉到通过呼吸和气体排出的甲烷，而且是在连续的时间内，而不是仅仅在某一时刻。

“这项工作突显了临床转化科学家和微生物生态学家之间合作的重要性。通过全身热量计精确测量能量平衡与ASU的微生物生态学专业知识相结合，使关键创新成为可能。”该研究所的联合作者兼副研究员凯伦·D·科宾说。

血液和粪便样本的数据测量了参与者从食物中吸收了多少能量，并跟踪了他们微生物的活动。研究团队比较了肠道微生物组产生高甲烷水平和低甲烷水平的人的数据。

在高纤维饮食中，几乎所有人都比在加工食品饮食中吸收的热量少。但在那些肠道产生更多甲烷的人中，他们从高纤维饮食中吸收的热量比那些肠道产生较少甲烷的人更多。

这项研究为未来的研究和医疗治疗奠定了基础。

“我们的研究对象相对健康。我认为值得研究的是其他人群对这些类型饮食的反应——例如肥胖、糖尿病或其他健康状况的人。”迪克斯说。

实验参与者并没有打算减肥，尽管一些人在高纤维饮食期间体重略有下降。研究团队有兴趣了解微生物组中的产甲烷菌如何影响旨在帮助参与者减肥的饮食。

“你可以看到微生物组个性化有多重要。特别是，我们精心设计的用于增强微生物组的饮食对每个人的影响不同，部分原因是某些人的微生物组产生的甲烷比其他人多。”克拉姆尼克-布朗说。

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