【Gene爱聊科学】为什幺整年不分季节都吃一样的东西,会对我

2020-06-12 9334
【Gene爱聊科学】为什幺整年不分季节都吃一样的东西,会对我

我们的肠道微生物真的会受到我们所吃的食物的重大影响。居住在坦桑尼亚东非大裂谷的一小群狩猎採集部落哈德萨的族人,肠道生态系统显示出与季节性变化的饮食相一致的强周期性。

史丹佛大学医学院的微生物学家 Justin L. Sonnenburg 领导的一个计画,研究了哈德萨族人的肠微生物组成或微生物群落的季节性变化,他们是世界上少数几个传统狩猎採集者部落,生活方式和型态在工业化的世界中,可能和我们的祖先最接近。研究结果证实,哈德萨族微生物群多样性高于工业化国家城市居民的,相差甚大 [1]。

我们身处的环境中,饮食、天气、社会互动、生活方式和其他一些因素都会定期地改变。因此,即使健康人的肠道的微生物组成也应该会受到自然变化的影响,可是关于这些变化了解不多 [2]。他们的新研究发现,哈德萨族的微生物群体季节性改变,会对应于季节性的饮食变化。饮食的变化,可能是典型现代人肠道微生物多样性丧失的关键因素。

1,500 多万年来,人类与成千上万种微生物物种共同演化,这些微生物居住在肠道的最下部,帮助我们消化我们无法自行分解的食物成分,例如膳食纤维,并製造维生素等等,还有训练我们的免疫系统,促进肠道细胞的成熟,并保护我们的肠道,免受其他竞争性微生物物种的侵入。

大约 1 万到 1 万 5 千年前的农业出现,彻底改变了我们的饮食习惯。仅仅在过去的一个世纪里,人们的生活方式发生了巨大的变化:省力的设备鼓励久坐的生活,引进了抗生素和剖腹产,逐渐取代富含纤维的全穀物,越来越多的加工水果、蔬菜和低纤维的食物。

这些环境变化,对我们的微生物接触,以及我们肠道的待客能力,都发生了相应的变化。但是,科技和社会的新变化,对现代人群微生物多样性丧失的影响,是不易评估的。

肠道微生物群体季节性变化,符合膳食的变化

这项研究的贡献是确认了饮食是肠道微生物相变化的一个主要因素。哈德萨族的人数只有一千多人,其中不到两百人坚持传统的狩猎採集者生活方式,他们的食物其中包括有主要五种:肉、浆果、猴麵包果、块茎和蜂蜜。

虽然西方人的饮食也几乎包括上述五种食物,但哈德萨族的传统生活方式中,并不存在括冰箱和超市。因此,哈德萨族人的饮食会根据季节而波动:乾季中,主要吃肉、猴麵包果和块茎;湿季中,浆果、块茎、蜂蜜和猴麵包果居多。

他们从大约一年的时间里收集了来自 188 个哈德萨人的 350 个粪便样本,其中包括一个以上的整个季节性週期,与来自 16 个具有不同生活方式的国家的 18 个族群的样本作比较。这个研究成果发表在《科学》[3]。

他们的分析显示,肠道微生物群体季节性变化,符合膳食的变化。特别是在湿季,有一部分微生物种群减少,因为蜂蜜佔热量摄入量的很大一部分,那些微生物在富含纤维的块茎居多时的乾季节则增加。在隔了一年的同一季节收集的样品,含有几乎相同的微生物种群,显示由饮食干扰的微生物相有相当的恢复力。在湿季中,其数量减少到几乎测不到的细菌物种的细菌),在下一个旱季就恢复了。

除了季节性变化,他们也发现传统生活和现代生活的微生物相差异:螺旋体门的细菌在非洲和南美洲的狩猎採集者中都能找到,居住在工业化世界的人肠道中却缺了席,反之现代化社会人们的肠道中有较多放线菌门的细菌。

肠道微生物多样性降低太久就会永远消失

Sonnenburg 等人早先在 2016 年于《自然》发表的研究也发现,让小鼠饮食中缺乏膳食纤维,大大降低了肠道微生物物种的多样性,当膳食纤维限制被解除时,这种多样性就恢复了。但如果这种缺乏膳食纤维的情况维持四代,最初会恢复的微生物物种就会永久性地消失 [4]。

由于生活方式的改变,人类已从狩猎採集社会迈向农村生活,再成为工业化国家。在工业化国家,肠道微生物多样性低于狩猎採集者,肠微生物多样性的下降可能会让人患上慢性肠炎。肠微生物多样性被认为具有保护作用,维持了健康的肠道。他们还发现,与哈德萨族人相比,美国人肠道的微生物产生更多称为黏蛋白的酶。黏蛋白允许细菌从我们肠道黏膜而非植物纤维中获取碳水化合物。

短链脂肪酸是食物发酵的微生物副产物,并且在肠中产生。SCFAs 影响人体健康,如炎症、宿主代谢和胆固醇代谢。美国国家环境卫生研究所的 Shyamal Peddada 认为,鉴于哈德萨饮食以及肠道微生物的组成随季节而变化,预期肠道中 SCFAs 的组成也会随季节而变化,是合理的 [2]。因此,她在建议未来可以研究季节对哈德萨肠道 SCFAs 的影响。

平均来说,哈德萨族人每天在食物中摄取 100 克或以上的纤维,我们平均每天只摄取 15 克。

结论

愈来愈精緻的食物让我们的肠道多样性下降,对我们的健康造成各种影响,持续下去还可丧失祖传细菌,而会对后代子孙的肠道微生物多样性造成不可回复的破坏,不可不慎。

参考文献:

1) Stanford University Medical Center. "Hunter-gatherers' seasonal gut-microbe diversity loss echoes our permanent one." ScienceDaily. ScienceDaily, 24 August 2017. 

2) S. Peddada. Seasonal change in the gut. Science 357, 754-755 .

3) S. A. Smits et al. Seasonal cycling in the gut microbiome of the Hadza hunter-gatherers of Tanzania. Science 357, 802-806 .

4) E. D. Sonnenburg, et al. Diet-induced extinctions in the gut microbiota compound over generations. Nature 529, 212–215 . doi:10.1038/nature16504pmid:26762459



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