根据美国加州大学旧金山分校(UCSF)科学家一项最新研究表明,一个人肠道菌群所含细菌种类丰度的决定因素中,基因虽然很重要,但是饮食更为重要。这项小鼠研究探讨了这种先天和后天的平衡,相关研究结果发表在2014年12月18日的CellHostandMicrobe杂志。
肠道细菌的数量大大超过了我们自己的细胞,在我们一生当中,通常居住于我们体内的微生物物种,可通过影响我们的新陈代谢、甚至行为,进而影响着我们的健康。但是,肠道菌群的组成在个体之间的变化很大,并会随时间而改变。到现在为止,我们一直不清楚的是,这些变化是否更多的是由一个人不变的遗传背景差异所驱动,还是受不同饮食和其他环境因素的影响。
本文第一作者、UCSF微生物学和免疫学副教授PeterTurnbaugh指出:“在健康成年人体内,相同的微生物菌株和物种可以在肠道内定植很多年,而每一成员的相对丰度——换句话说是群落结构,却是高度动态的。”
Turnbaugh说:“这些新的研究结果强调,不同于哺乳动物基因组——它们相对恒定,构成肠道菌群的微生物基因组则相对是可塑的。”这为肠道菌群不健康的群体治疗带来了希望。或许有一天我们可以设计某种饮食,形成有益于治疗的肠道基因组。好消息是,响应一种给定饮食的微生物,可能对于许多人的微生物群落都是相似的,这表明我们可能不需要为每一个人量身制定不同的干预措施。
Turnbaugh的研究小组发现,使小鼠转变为高血糖、高脂饮食,可在三天时间内,以一种不依赖于个体小鼠之间遗传差异的可重复方式,可使肠道微生物群落丰度重塑到一种新的、稳定的组成。
在这项研究中,当10名参与者食用纯素食或动物为主的饮食时,肠道微生物快速并可重复的改变。那项研究表明,饮食变化,可在几天内对肠道菌群发挥强大的作用,饮食可在几天到几个月的时间内胜过宿主的遗传变异。
菌群随饮食变化而迅速改变
Turnbaugh的实验小组,选取了5只小鼠,它们来自于5组不同的近交系小鼠,每种近交系小鼠在遗传上都是相同的。研究人员给小鼠喂饲不同的饲料,在高脂肪、高糖饮食(包含14.8%的蛋白质、44.6%的脂肪和40.6%的碳水化合物)和低脂肪、植物膳食(包含22.2%的蛋白质、16%的脂肪和61.7%的碳水化合物)之间变换。不管什么遗传背景的小鼠,粪便分析显示,高脂肪、高糖饮食可增加厚壁菌门成员的丰度,而拟杆菌门成员的丰度则降低。
另一个令人惊讶的发现是,当研究人员将小鼠恢复到原来的饮食之后,微生物丰度的变化在很大程度上被逆转——但不完全。肠道微生物受过去饮食印记以及目前饮食的影响。
Turnbaugh说:“重复的饮食改变表明,大多数肠道菌群变化是可逆的。但是我们也发现一些细菌物种,其丰度取决于先前的饮食印记。”