在你的肠道微生物丛林中，有一种奇特的微生物可以产生甲烷。
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卡路里。
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解锁额外的能量。这可能解释了为什么不同个体从到达结肠的食物中获得的卡路里数量不同。
研究人员指出，高纤维饮食并不是罪魁祸首。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卡路里更多。而在高纤维饮食中，人们总体上吸收的卡路里较少，但具体数量因甲烷产量而异。
这项研究的见解可能为个性化营养奠定基础。
“这种差异对饮食干预有重要影响。它表明，同样的饮食，不同的人反应不同。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、生物设计中心通过微生物组促进健康的研究生布莱克·迪克斯（Blake Dirks）说。迪克斯也是亚利桑那州立大学生命科学学院的博士生。
今天发表在《ISME Journal》上的这项研究发现，称为产甲烷菌的甲烷生产微生物与更高效的微生物组和更高的食物能量吸收有关。
祖先的盟友？
研究人员表示，产甲烷菌可能与产生短链脂肪酸的微生物之间存在互利关系。他们需要进行更多的研究来确认这一点。
如果产甲烷菌确实支持微生物组产生更多能量，它们可能在古代人类生存中发挥了重要作用。
“如果你想想我们的祖先吃什么，他们吃的是更多的全食物。我敢猜测，产甲烷菌很可能是我们祖先微生物组中非常重要的成员，因为它们可以确保肠道微生物组从这些饮食中提取尽可能多的能量，”亚利桑那州立大学研究生布莱克·迪克斯说。
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保持这个过程继续进行。
产甲烷菌是氢气消费者。当它们消耗氢气时，会产生甲烷。它们是唯一能够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，我们认为它可以作为一种生物标志物，表明微生物高效地产生了短链脂肪酸，”该研究的通讯作者、生物设计中心通过微生物组促进健康的主任罗西·克拉姆尼克-布朗（Rosy Krajmalnik-Brown）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生成和在肠道中被吸收相关。
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纤维。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他们的实验。在六天内，每位参与者住在一间密封的、类似酒店的房间里，称为全身热量计，可以测量他们的新陈代谢和甲烷输出。
其他实验依赖于单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。它捕获了身体通过呼吸和气体（咳咳）排出的甲烷，而不是仅通过呼吸，并且是在连续的时间段内，而不仅仅是一个时刻。
“这项工作突显了临床转化科学家和微生物生态学家合作的重要性。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，”该研究所的副研究员凯伦·D·科宾（Karen D. Corbin）说。
血液和粪便样本的数据测量了参与者身体从食物中吸收了多少能量，并跟踪了微生物的活动。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卡路里少。但在肠道产生更多甲烷的人从高纤维饮食中吸收的卡路里比肠道产生较少甲烷的人多。
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饮食的反应——肥胖、糖尿病或其他健康状况的人，”迪克斯说。
研究参与者并没有打算在实验期间减肥，尽管一些人在高纤维饮食中减轻了一点体重。研究团队有兴趣看看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。
“你可以看到个性化微生物组的重要性。特别是，我们精心设计以增强微生物组的饮食对每个人的影响不同，部分原因是一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。
参考文献: Dirks B, Davis TL, Carnero EA, 等. 甲烷生成与微生物短链脂肪酸生产和人体宿主可代谢能量的关系. ISME J. 2025;19(1):wraf103. doi: 10.1093/ismejo/wraf103
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