《Science》最新研究：高纤维饮食通过改变肠道细菌治疗糖尿病

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之前发过一篇文章，提到加拿大一项仅涉及3人的短期禁食研究可逆转2型糖尿病，这毕竟只是非常小规模的研究，虽然效果显著，但目前远不具有普适性——毕竟需要医生的严格监控，而且也需要很大的毅力。今天要讲的，虽然研究规模也不算大，但是研究结论十分权威——论文已经发表在今年3月的《Science》期刊上。《Science》作为全世界最权威的同行评议学术期刊之一（另外一个是《Nature》），只发布最好的原始研究论文、综述和分析当前研究和科学政策。如果你对研究本身兴趣不大，可以直接拉到最后看结论。

高纤维饮食通过影响肠道细菌治疗糖尿病

短链脂肪酸（SCFAS）是由人类肠道中各种微生物产生的。SCFA是结肠上皮的能量来源，并被调节食欲和炎症的宿主信号通路所感知。肠道SCFA缺乏与2型糖尿病相关。在《Science》发表的《膳食纤维选择性促进肠道菌群减轻2型糖尿病》论文中，以赵丽萍博士为首的研究人员发现，采用高纤维饮食可促进糖尿病患者中产生SCFA的细菌生长。高纤维膳食可导致整个肠道微生物群落变化，并与胰高血糖素样肽-1水平升高、乙酰化血红蛋白水平下降以及血糖调节改善相关。

该研究由上海市交通大学生命科学与生物技术学院及医学院、美国罗格斯大学环境与生物科学学院和新泽西食品营养与健康研究所等共同完成。

通过利用高纤维饮食的这种联系，科学家们成功治疗了一小部分2型糖尿病患者。这一发现不仅对基数庞大的糖尿病或前驱糖尿病人群很重要，对于那些试图控制体重的人也是如此。

高纤维饮食与糖尿病预防

医生和营养学家早就知道纤维对健康很重要。研究表明，食用富含纤维和低饱和脂肪的饮食的人，患慢性疾病的风险也较低，包括心脏病、糖尿病和一些肠道问题如便秘和憩室炎。但纤维到底是如何有益于人体的，科学家们尚未充分了解。

越来越多的证据表明，纤维对我们体内繁殖的细菌类型以及它们的工作原理具有关键作用。缺乏SCFAS与2型糖尿病和其他疾病有关。 许多临床研究表明，增加膳食纤维的摄入可以缓解2型糖尿病，但由于缺乏对机制的了解，其有效性可能会有所不同。

去年，芬兰一项针对糖尿病预防的研究表明，摄入更多纤维的人其血液中含有更多的抗炎化学物质，即由肠道细菌分泌的吲哚丙酸。而且他们也不太可能发展出2型糖尿病。换句话，摄入高纤维的人群患糖尿病的风险很低。

这项研究展示了纤维如何帮助肠道中的细菌生长，从而产生有助于调节食欲和血糖的化学信号。

“总体而言，该研究为我们已知的肠道微生物群在发展某些慢性疾病（如2型糖尿病）方面的重要性增加了新证据，”东芬兰大学大学营养基因组学助理教授Vanessa de Mello Laaksonen博士说，他没有参与这项研究。

高纤维饮食研究情况

在中国，有超过10%的人患有糖尿病。 2型糖尿病是最常见的形式，并且在全世界范围内，儿童和成人糖尿病发病都呈上升趋势。

在中美大学合作的这项新研究中，中国科学家团队对27名2型糖尿病患者给予高纤维饮食，并跟踪他们12周，测量他们的血糖以及肠道细菌变化。

他们将这一组与另外16名2型糖尿病患者进行了比较。这两组患者在运动和正确饮食方面得到都是标准建议，所用饮食的热量大致相同，区别在于，后一组饮食中纤维含量比前一组低得多。

高纤维组每天摄入的纤维含量高达37克，而低纤维饮食组每天只摄入大约16克纤维——这很可能是大部分成年人的平均水平。

两组糖尿病人都服用阿卡波糖来帮助控制血糖。阿卡波糖的作用有点像纤维，因为它可以阻止肠道消化某些碳水化合物。在研究之前，所有参与者都断绝了任何其他药物来控制血糖。如果他们使用胰岛素，则在整个研究期间根据需要进行调整。

研究期间，两组患者的病情均有所改善，但到实验结束时，高纤维饮食组比低纤维饮食组的更健康。他们平均血糖水平降得更低，空腹血糖水平也下降得更快，体重也减轻了。高纤维组中大约有90％的人能够很好地控制血糖——使血红蛋白A1c保持在7％以下，这是美国糖尿病协会推荐的目标——而标准低纤维饮食组只有50％。

高纤维的作用原理

在通过下一代测序鉴定的141株产生短链脂肪酸（SCFAS）的肠道细菌菌株中，只有15株通过消耗更多的纤维而得到促进，因此它们可能是关键驱动力。所有纤维素——来源各种食物的纤维都可以促进这15种细菌的生长，这些细菌产生某些短链脂肪酸。这些酸既可作为细胞的燃料来源，也可作为信使。

在研究中，这些短链脂肪酸标志着肠道产生更多的胰高血糖素样肽-1（GLP-1）和肽YY（PYY）。GLP-1是一种激素，可以告诉身体产生更多的胰岛素，而PYY可以减少食欲。这两者对于控制血糖和体重至关重要。一些糖尿病药物也是通过增加GLP-1起作用的。

短链脂肪酸如丁酸酯和乙酸的增加也创造了一个温和的酸性肠道环境，使肠壁对阻断GLP-1的其他细菌更不友好，从而增强了控糖效果。

“这是好处之一，也是高纤维饮食起效的原因之一，”新泽西州新不伦瑞克罗格斯大学和中国上海交通大学应用微生物学教授，研究员赵丽萍博士说。

为了确保起效的原因是肠道细菌的变化，而不是其他因素，科学家随后将肠道细菌从他们的研究参与者中转移到培育成无菌的小鼠身上——意味着它们体内不含有任何自己的肠道细菌，科学家们可以在以后引入细菌并观察其生长变化。

移植了高纤维饮食组细菌的小鼠其空腹血糖水平比移植低纤维饮食组细菌的小鼠更好，即使它们摄入相同的食物。

高纤维饮食是否可行？

根据研究作者的说法，普通人可能很难复制高纤维饮食，尤其是西方国家的居民。研究中，高纤维饮食组的人吃的是一种由燕麦、白豆、黄玉米、红豆、山药、花生和莲子制成的特制米粥，以及西方人不熟悉的两种全谷物 - 绿荞麦和薏仁。他们也同样摄入了更多的粉末型纤维，包括苦瓜，葛粉，菊粉和抗糊精。

研究人员说，重要的是：我们肠道中的好细菌，即保持健康的细菌，需要比我们现在提供的多得多的纤维以茁壮成长。

美国农业部建议健康成年人每天摄入22至34克纤维，中国居民膳食营养素参考摄入量规定的为25-35克，而我们大多数人只能达到一半左右，甚至一半都不到。

该研究表明，缺乏纤维，那些有益于我们调节食欲和控制血糖的细菌，就会被其他细菌抑制。

领导芬兰糖尿病预防研究的研究人员认为，高纤维饮食可以通过一些改变来实现。

“如果你每天三餐的饮食主要由全麦产品、水果和蔬菜以及适量蛋白质组成，而不是低纤维面包、含糖果汁和肉类，我们认为每天摄入约30-40克纤维素并不难实现，”Laaksonen说。

健康的北欧饮食中纤维来源集中在黑麦、大麦、燕麦、浆果、豆类和豌豆等全谷物和豆类。

直接补充益生菌有用吗？

该研究同样揭示了一个真相：这些有益的肠道细菌早已存在我们的体内，它们将随着我们的饮食变化而做出反应。

那么，要增加这些生产SCFAS的细菌的数量，直接补充有益细菌能否达到相同效果？大多数研究表明，益生菌补充剂可以为我们的肠道提供数百万或数十亿的有益细菌，但效果很小，而且通常不会持续很长时间。那是因为，生活在我们体内的细菌是由我们所摄入的食物而决定的。

要想持久的改变它们，最佳方法是改变它们的食物来源——我们的饮食。

“当你在肠道中引入大量不同的纤维时，就像你向池塘里扔了一些新的营养素一样。你打破了原有的系统平衡。一些系统成员将利用这一点来生长和增加其人口水平。其他一些人则可能会拒绝，“赵丽萍博士说。

“这正是肠道生态系统中发生的事情，”他补充道。

他说，肠道细菌依赖于两种食物来源——我们无法消化的食物，即纤维，以及在我们肠道局部产生的消化产物。缺乏纤维，我们肠道中的这个庞大的、由大约100万亿个细胞组成的生态系统，就会变得鼓励疾病并变得营养不良。

赵丽萍博士提示：如果你决定在你的饮食中增加大量纤维素，你肠道中的细菌可能需要一些时间来调整适应——大约一个月。这个调整期可能会带来一些令人不舒服的副作用，如腹胀、胀气等。

总结

1.高纤维饮食——每天摄入35-40g纤维素可以促进肠道内生产SCFAS的细菌的增殖和工作，从而有效缓解2型糖尿病。

2.高纤维饮食可以通过增加大量全谷物和豆类、水果、蔬菜来实现（相应的，要减少部分动物蛋白）。即，三餐都得吃粗粮杂粮。

3.直接补充益生菌效果甚微且持续时间短，改变饮食是持久改变肠道细菌组成的最佳办法。

4.可以通过循序渐进的办法来实现高纤维饮食,例如主食原先是100%白米饭，可以先把30%换成粗杂粮，然后是50%，75%......这样可以观察自己身体的感受，同时减少令人不愉快的副作用。

总的来说，对于中国人，高纤维饮食还是比较容易实现的。我每天早上都喝杂豆粥，看来午餐和晚餐也得加入豆粥，减少白米饭了。毕竟，最好的治疗就是预防啊。

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