你的肠道细菌可能把纤维变成了额外热量

生活在消化道中的微生物群落被称为肠道微生物组。每个人都有肠道微生物组，但有些人的微生物组会产生大量甲烷，而另一些人则产生很少。

微生物与纤维中隐藏的能量
研究发现，肠道微生物组产生更多甲烷的人，往往能从高纤维食物中提取更多能量。这或许有助于解释，为什么同一餐食进入结肠后，不同人获得的卡路里数量会不同。
研究人员强调，高纤维食物仍然有益。一般来说，无论甲烷水平如何，人们从典型的西式高加工食品饮食中吸收的卡路里更多。即便如此，在高纤维饮食中，卡路里的吸收量会因个人肠道产生的甲烷量而有所不同。
这些发现表明，肠道甲烷可能成为个性化营养的关键因素——未来的饮食可能会根据每个人消化系统中独特的微生物活动进行定制。
该研究的主要作者、生物设计健康微生物组中心的研究生研究员布莱克·德克斯说：“这种差异对饮食干预具有重要意义。它表明，即使采用相同的饮食，人们的反应也可能不同。部分原因在于他们肠道微生物组的组成。”德克斯同时也是亚利桑那州立大学生命科学学院的博士生。

认识产甲烷菌
这项发表在《ISME期刊》上的研究确定了关键参与者：被称为产甲烷菌的产甲烷微生物。这些微生物似乎与更高效的消化和更高的能量吸收有关。
微生物组的一项主要工作是分解人体无法自行消化的食物。微生物将纤维发酵成短链脂肪酸（SCFAs），短链脂肪酸是一种宝贵的能量来源。在这个过程中，会释放出氢气。过多的氢气会减缓发酵，但其他微生物通过消耗氢气来防止这种情况，从而保持消化化学的平衡。
产甲烷菌就是氢气的消耗者。它们以氢气为食时，会释放甲烷作为副产品。它们是人类肠道中唯一产生这种气体的微生物。
该研究的通讯作者、生物设计健康微生物组中心主任罗西·克拉伊马尔尼克-布朗说：“人体本身不会产生甲烷，只有微生物会产生。因此我们认为，甲烷可以作为一种生物标志物，标志着微生物高效产生短链脂肪酸。”

微生物如何影响新陈代谢
亚利桑那州立大学的研究人员发现，这些微生物之间的相互作用可能直接影响新陈代谢。产甲烷量更多的参与者，其短链脂肪酸水平也更高，这表明肠道中产生和吸收了更多能量。
为了测试这些影响，每位参与者都遵循两种不同的饮食。一种包含高度加工的低纤维食物，另一种则强调全食物和纤维。两种饮食中碳水化合物、蛋白质和脂肪的比例相同。
这项研究是与 AdventHealth 转化研究所合作进行的，该研究所提供了一个专门的设施。每位参与者在一个密封的、类似酒店房间的“全室热量计”中待了六天。这种环境使研究人员能够精确测量新陈代谢和甲烷排放量。
与依赖单次呼吸测试的传统方法不同，这种设置能持续捕捉通过呼吸和其他排放释放的甲烷，从而更准确地反映微生物活动。
该研究所的合著者兼副研究员卡伦·D·科尔宾说：“这项工作凸显了临床转化科学家与微生物生态学家合作的重要性。通过全室热量计精确测量能量平衡，再结合亚利桑那州立大学的微生物生态学专业知识，才使得关键创新成为可能。”

追踪能量与微生物活动
从血液和粪便样本中收集的数据揭示了参与者从食物中吸收的能量以及肠道微生物的活跃程度。研究人员随后比较了产甲烷量高的人和产甲烷量低的人。
与加工食品饮食相比，几乎所有参与者在食用高纤维饮食时吸收的卡路里都更少。然而，产甲烷量较高的人从高纤维食物中吸收的卡路里比体内甲烷量较少的人更多。

迈向个性化健康的一步
这些发现为未来的研究和医学应用奠定了重要基础。
该研究为未来的研究和医学治疗奠定了基础。
德克斯说：“我们研究中的参与者相对健康。我认为值得关注的一点是，其他人群（如肥胖者、糖尿病患者或其他健康状况的人）对这类饮食的反应如何。”
尽管该研究的目的不是减肥，但一些参与者在遵循高纤维饮食时确实减轻了少量体重。未来的研究可能会探索产甲烷菌如何影响减肥努力或专门的营养计划。
克拉伊马尔尼克-布朗说：“你可以看到微生物组的个性化是多么重要。具体来说，我们为增强微生物组而精心设计的实验饮食对每个人的影响不同，部分原因是有些人的微生物组比其他人产生更多的甲烷。”
亚利桑那州立大学研究团队的其他成员包括布鲁斯·里特曼教授和研究生研究员泰勒·戴维斯。
该项目由美国国立卫生研究院的国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所资助。