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Nature:你的不良饮食可影响孙辈健康

来源:生物通 作者: 2016-1-15
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摘要: 又有了一个应该多吃蔬菜的理由了:人体大肠中上万亿的微生物(称作为微生物组)依赖于膳食纤维旺盛生长及为我们提供能量。随着纤维摄入的减少,在肠道中生存的细菌种类也会随之减少。现在一项以低纤维饮食喂养多代小鼠的新研究表明,每一代小鼠肠道细菌的多样性会进一步地大幅下降,表明随着我们不断地食用当代的精制食物......


又有了一个应该多吃蔬菜的理由了:人体大肠中上万亿的微生物(称作为微生物组)依赖于膳食纤维旺盛生长及为我们提供能量。随着纤维摄入的减少,在肠道中生存的细菌种类也会随之减少。

现在一项以低纤维饮食喂养多代小鼠的新研究表明,每一代小鼠肠道细菌的多样性会进一步地大幅下降,表明随着我们不断地食用当代的精制食物会发生什么。这项工作或可帮助解释现在许多西方疾病,如炎症性肠病和肥胖上升的原因。相关研究论文发布在1月13日的《自然》(Nature)杂志上(延伸阅读:两篇Science:父亲饮食会通过精子RNA影响后代)。

加拿大阿尔伯塔大学微生物生态学家Jens Walter说:“这是一项开创性的研究。在小鼠实验中低纤维饮食耗尽微生物组的程度是惊人的。”

这项研究表明,低纤维饮食不仅会损耗存在于所有哺乳动物肠道中的复杂微生物生态系统,还可以导致未来三代或四代体内的这些微生物生态系统不可逆转地丧失多样性。一旦整个群体经历重要菌种灭绝,仅通过“正确的饮食”或许不足以修复这一群体内个体肠道中丧失的这些菌种。生活在先进工业化生活中的我们或许已经在朝着这条路走下去。

论文的资深作者、微生物学及免疫学副教授Justin Sonnenburg博士说,自20世纪中期以来几近无纤维的加工方便食品导致了工业化社会平均每人每天消耗大约15克的纤维。是全球正在减少的狩猎者及乡村农业人口纤维摄入量的十分之一——后两者的生活水平和饮食摄入可能与我们共同的人类祖先最为相似。

不理想的饮食 Sonnenburg说,几乎所有的健康专家都赞同低纤维膳食是不理想的饮食。主要原因可能是不能被人体酶所消化的纤维是移居于我们肠道中共生菌的主要食物来源。

成千上万种不同的菌种居住于每个健康个体的大肠中。他说:“没有它们,我们将难以生存。它们抵御了病原体,训练我们的免疫系统,甚至引导了我们组织的发育。”当我们在一生的日常接触过程中搭载这些微观乘客时,我们肠道菌群最重要的一个来源就是我们的直系亲属,特别是在分娩期和婴儿期源自我们的母亲。

Sonnenburg说,人类肠道微生物调查显示,定居于狩猎者和乡村农业人口个体肠道中的菌种的多样性大大超过了生活在现代工业化社会中的个体。事实上,这些研究表明整个工业化群体完全缺失了许多狩猎者和乡村农业人群共享的大量菌种,尽管这些群体散布于从非洲、南美到巴布亚新几内亚广泛的地理区域。

高纤维与低纤维饮食

论文的主要作者、斯坦福大学资深研究员Erica Sonnenburg 说:“许多因素包括广泛使用抗生素,频繁的剖腹产及非经常性的母乳喂养,被提出来解释我们在工业化群体中看到的这种微生物耗竭的原因。我们问自己仅仅是传统和现代群体之间饮食纤维摄入的巨大差异是否可以解释它。”

斯坦福大学的研究人员利用了专门在无菌环境中繁殖和喂养的年轻实验小鼠,不同于普通小鼠(及普通人),它们的肠道没有微生物居民。在将来自一名人类供体的微生物移入这些小鼠的肠道后,科学家们将它们分为两组。一组喂给富含植物纤维的食物。另一组的饮食在蛋白质、脂肪和卡路里方面与第一组相同,但几乎没有纤维成分。

在随后的实验中,研究人员分析了来自这些动物的粪便样本。这两组的肠道细菌谱最初难以区分,但很快就出现了不同。Justin Sonnenburg说:“在几周内,我们看到了巨大的改变。低纤维摄入小鼠肠道中具有较少的菌种。”超过一半菌种数量减少了75%,许多菌种看起来已完全消失了。

在7周后,食用低纤维食物的小鼠在4周时间里转换为高纤维饮食。小鼠的肠道菌谱得到部分恢复——这有可能是由于在低纤维摄入期已降至无法检测到水平的一些细菌丰度升高了。但这仍然只是达到了部分的恢复:尽管回到高纤维饮食,三分之一的初始菌种没有完全恢复。

在一直喂给高纤维饮食的对照小鼠中没有看到这样的改变。

世代影响

真正令人吃惊的结果出现在用低纤维饮食数代培育及饲养小鼠后。在他们的实验限制条件下,这些小鼠只能通过接触它们的父母来接触微生物。后来几代的肠道细菌生态系统多样性均减少。到第4代时,近四分之三居住于曾祖父母肠道中的菌种在它们自己的肠道中似乎已缺失。即便让这些小鼠恢复高纤维饮食,三分之二以上第一代祖先肠道中鉴别出的菌种被证实不能恢复,到纤维剥夺的第四代时这些菌种消失了。

另一方面,研究发现一种有些具有侵袭性的措施——粪便移植确实可让这些丧失的菌种恢复。将第四代高纤维饮食喂养小鼠的粪便内容物导入到第四代低纤维饮食喂养小鼠的肠道中,让其在2周内食用高纤维饮食,完全恢复了它们的细菌谱。在这项操作的10天内,这组小鼠肠道细菌的成分和多样性与对照小鼠已没有什么区别。 

这些研究结果提出了一个问题:我们自己的饮食会如何影响我们的后代?Sonnenburg说:“尽管我们每一代都只向下传递相对少的人类DNA改变,这项研究表明我们有可能传递了巨大的肠道微生物组改变。”

(生物通:何嫱)


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