你的肠道微生物群是“超级收割机”吗？

Is your gut microbiome a calorie 'super harvester'?

在你肠道中的微生物丛林中，有一种奇特的微生物能够产生甲烷。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在你从食物中吸收多少卡路里方面起着重要作用。

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

研究发现，那些肠道微生物群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。这可能有助于解释为什么不同个体从到达结肠的食物中获取的卡路里数量不同。

研究人员指出，高纤维饮食在这里并不是罪魁祸首。人们从加工食品为主的西方饮食中总体上吸收更多的卡路里，无论甲烷产量如何。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。

这项研究的见解可以为个性化营养提供基础。

“这一差异对饮食干预有重要影响。它表明，同一饮食的不同个体反应不同。部分原因是由于他们肠道微生物群的组成，”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，称为产甲烷菌的甲烷生产微生物与更高效的微生物群和更高的食物能量吸收有关。

微生物群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。因此我们建议它可以作为一种生物标志物，信号高效微生物生产的短链脂肪酸，”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-布朗说。

研究表明，这些微生物相互作用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生成和吸收有关。

在实验中，研究人员为每位参与者提供了两种不同的饮食。一种饮食含有更多加工食品和低纤维，另一种饮食富含全食和纤维。两种饮食都包含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，使用了一个独特的设施进行实验。在六天的时间里，每位参与者都住在一间密封的、类似酒店的房间里，这个房间被称为全室热量计，用于测量他们的身体代谢和甲烷输出。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。它不仅捕捉到呼吸中的甲烷，还包括气体排放，并且是在一个连续的时间段内，而不是仅仅在一个时刻。

“这项工作强调了临床-转化科学家和微生物生态学家之间合作的重要性。全室热量计的精确能量平衡测量与亚利桑那州立大学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，并跟踪了他们微生物的活动。研究团队比较了肠道微生物群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。但那些肠道产生更多甲烷的人从高纤维饮食中吸收的卡路里比那些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。

“我们的研究参与者相对健康。我认为值得研究的是其他人群对这些类型饮食的反应——肥胖、糖尿病或其他健康状态的人，”迪克斯说。

研究参与者在实验期间并不打算减肥，尽管一些人在高纤维饮食期间体重略有下降。研究团队对微生物群中的产甲烷菌如何影响旨在帮助参与者减肥的饮食感兴趣。

“你可以看到微生物群个性化是多么重要。特别是，我们精心设计以增强微生物群的饮食对每个人有不同的效果，部分原因是一些人的微生物群产生的甲烷比其他人多，”克拉姆尼克-布朗说。

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