研究人员发现，饮食中的蛋白质来源可能会显著改变肠道微生物群的组成和功能，影响关键代谢过程甚至肠道内壁的健康。研究结果表明，某些蛋白质，如蛋清，可能对肠道功能产生意想不到甚至有害的影响。
北卡罗来纳州立大学的新研究表明，动物饮食中不同蛋白质来源可以显著改变肠道微生物群的组成和功能。
北卡罗来纳州立大学的研究人员的一项新研究发现，动物饮食中的蛋白质类型显著影响肠道微生物群（生活在消化道中的微生物群落）的组成和活性。
这些肠道微生物在健康的各个方面发挥着重要作用，该研究的结果可能有助于改进预防和治疗影响全球数百万人的胃肠道疾病的策略。
“我们今天吃的东西有问题，但我们还不知道问题出在哪里，”北卡罗来纳州立大学的博士后研究员阿尔弗雷多·布莱克利-鲁伊斯（Alfredo Blakeley-Ruiz）说，他是描述这项研究的论文的共同通讯作者。“我们的实验室想知道不同的饮食如何影响肠道内的生物，以及这些微生物在响应这些饮食时的功能。”
在他们的实验中，研究人员检查了特定饮食蛋白质来源，如牛奶、鸡蛋和植物蛋白（如豌豆和大豆），对小鼠肠道微生物群的影响。每只小鼠被喂食一种单一蛋白质来源的饮食一周。这些来源包括蛋清、糙米、大豆和酵母，使研究人员能够隔离每种蛋白质对肠道微生物生态系统的影响。
微生物群体和活动的变化
使用高分辨率质谱法结合宏基因组学-宏蛋白质组学方法，研究人员发现，在整个研究过程中，小鼠的肠道微生物群发生了很大变化，某些蛋白质来源显示出极端效应。
“每次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，”布莱克利-鲁伊斯说。“功能性影响最大的蛋白质来源是糙米、酵母和蛋清。”
在检查肠道微生物群的功能变化时，研究表明，饮食蛋白质的最大两个影响是氨基酸代谢（这是研究人员预期的）和复杂糖降解（这是意料之外的）。
糙米和蛋清增加了小鼠肠道微生物群中的氨基酸降解。
“糙米和蛋清饮食增加了小鼠肠道微生物群中的氨基酸降解，这意味着微生物正在分解这些蛋白质而不是从头开始合成自己的氨基酸，”布莱克利-鲁伊斯说。“这在直觉上是有道理的，因为蛋白质是由氨基酸组成的，但这是我们想进一步研究的事情。有些氨基酸可以降解成毒素，而其他一些则会影响肠-脑轴，因此这些饮食可能有潜在的健康影响。”
研究还表明，附着在饮食蛋白质上的长链糖（称为聚糖）也改变了肠道微生物群的功能。多种饮食蛋白质来源，包括大豆、糙米、酵母和蛋清，导致肠道中的微生物改变生产分解聚糖的酶，有时显著改变。
“这可能在健康方面具有重要意义，”布莱克利-鲁伊斯说。“特别是在蛋清饮食中，一种细菌占主导地位，并激活了一堆聚糖降解酶。然后我们在实验室中培养了这种细菌，发现它在含有蛋清蛋白的培养基中产生的聚糖降解酶与在含有黏蛋白的培养基中产生的相似。”
对肠道健康的潜在影响
黏蛋白是覆盖在肠道内部的物质，保护消化系统免受酸和病原体的侵害。因此，如果细菌产生有意或无意地分解黏蛋白的酶，它们可能会损害肠道内壁并对肠道健康产生负面影响。
“我很兴奋能在未来的研究中探索蛋清饮食中表达的聚糖降解酶与肠道微生物群分解黏蛋白之间的潜在联系，”布莱克利-鲁伊斯说。
曼努埃尔·克莱纳（Manuel Kleiner）是北卡罗来纳州立大学植物和微生物学副教授，也是这篇论文的共同通讯作者，他说这项研究为未来调查蛋白质来源对肠道微生物群的影响奠定了基础。
“我们研究的一个局限性是，当然，这些饮食是非常人为的，可能会导致放大结果，”克莱纳说。“但我们现在表明，蛋清对微生物群有极端影响。对于未来，我们非常感兴趣于了解这种效应在混合蛋白质饮食中的机制。”
“我们的研究表明，不仅肠道微生物群中有哪些细菌物种及其丰度，还显示了它们实际上在做什么。在这里，它们专门在分解聚糖。结果是一个非常全面的图景，展示了饮食和功能在肠道中真正重要的东西。”
参考文献：“Dietary protein source alters gut microbiota composition and function” 由J Alfredo Blakeley-Ruiz, Alexandria Bartlett, Arthur S McMillan, Ayesha Awan, Molly Vanhoy Walsh, Alissa K Meyerhoffer, Simina Vintila, Jessie L Maier, Tanner G Richie, Casey M Theriot 和 Manuel Kleiner撰写，2025年3月21日，《ISME期刊》。
DOI: 10.1093/ismejo/wraf048
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