飲食如何影響微生物態

原文刊於《信報》副刊文化營養菌群 2022-12-02

飲食如何影響微生物態

家族基因、環境和藥物使用在人與人之間創造了獨特的微生態。 在所有因素中，飲食由 其在決定結腸中生存著什麼樣的微生物群方面起著重要作用。 正如讀者現在可能已經知道的那樣，腸道微生物態是一個複雜的生態系統，主要存在於結腸中。腸道微生物群內的組成或功能變化已被證明有助於健康和疾病，包括免疫、代謝和神經行為特徵。

儘管大多數個體通常都存在一些關鍵的細菌物種，微生物群的組成在個體之間可能差異很大。飲食被認為分別可以解釋小鼠中超過50%和人類中20%的微生物結構變異， 這表明飲食策略通過腸道微生物群調節在疾病管理中的潛力。 雖然，短期的、戲劇性的飲食干預已經證明能夠迅速改變人類的微生物群多樣性。然而，這些改變是短暫的，並不會持續超過幾天。即使經過廣泛的飲食改變，個體的微生物群仍保持其獨特的個體組成，這表明控制生態穩定的力量超出了飲食的影響。然而，當跨人群橫斷面觀察時，飲食模式也與宿主個體相對應，以做出可持續的飲食改變。因此，飲食的永久性改變可能會誘發新物種並增殖其他物種，從而增加有益分類群的多樣性和豐富性。通過飲食介導這種方式，可以促成腸道微生物群生態穩態的新型態，有益宿主健康。

腸道微生物群對飲食變化反應迅速

雖然核心細菌分類群對大多數暫時的外部影響具有彈性，但整個腸道微生物群落顯示出高度的個體間日常變異性。腸道微生物被廣泛和定期清除，並在一小時內數量增加一倍。在飲食干預的24到48小時內，我們認為微生物組成在物種(species)和科(family)的水平上發生了快速變化。

飲食如何影響微生物群？

高纖維飲食尤其會影響腸道中微生物群的類型和數量。膳食纖維只能由生存在結腸中的微生物群中的酶分解和發酵。短鏈脂肪酸（SCFA）作為發酵的結果被釋放。這降低了結腸的pH值，這反過來又決定了在這種酸性環境中存活的微生物群的類型。較低的pH值限制了某些有害細菌（如艱難梭菌）的生長。越來越多的關於SCFA的研究探索了它們對健康的廣泛影響，包括刺激免疫細胞活性和維持正常的葡萄糖和膽固醇水準。

不僅僅是飲食

其一，雖然腸道微生物群沒有暴露於與晝夜節律相關的明暗迴圈中，但其組成和功能被認為仍然受到這種週期性潮起潮落的影響。時差是公認的身體內部時鐘和飲食模式的破壞者，在對兩項人類和小鼠的探索性研究中，它被認為會導致微生物組成的變化，這些研究促進了葡萄糖耐受不良和肥胖。

其二，已經發現睡眠模式紊亂，通常常見於輪班工作的人們中，會導致腸道微生物群改變、增加飲食攝入量，並促進可能引發代謝應激的炎症反應。

其三，餵養方案本身對肝臟和腸道等外周振蕩(peripheral oscillators)有強大的訓練作用。因此，對餵養時間的操縱，包括消耗的時間和持續時間以及頻率，可能會影響腸道微生物的組成和功能，並可能影響宿主的健康。Collado等人在2018年的一項隨機交叉研究中探討了人類進餐時間對腸道和口腔微生物的影響。他們發現，進餐的時間會影響唾液微生物譜的晝夜節律，晚吃主餐（17：30 對比14：30）顯示會增加唾液分類群，通常被認為是促炎，影響體重，皮質醇節律，基礎代謝率，葡萄糖耐量和體溫。

一些實用的建議

各位讀者請注意，大量攝入益生元食物，特別是突然在飲食中引入的益生元食物，會增加氣體產生（腸胃氣脹）和腹脹。腸易激綜合征等胃腸道敏感性患者應少量引入這些食物，以評估耐受性。隨著持續食用，耐受性可能會提高，副作用減少。相反，如果對食物沒有過度反應，那麼逐步實施高纖維飲食會減少有益微生物群的數量，還可以增加在低酸性環境中茁壯成長的致病菌的生長。

益生菌食品含有有益的活微生物群，可能會進一步改變一個人的微生物群。這些包括發酵食品，如開菲爾、 含有活性菌的優酪乳、醃制蔬菜、豆豉、康普茶、泡菜、味噌和酸菜。難消化碳水化合物和纖維，如菊粉，抗性澱粉，樹膠，果膠和低聚果糖。這些纖維有時被稱為益生元，為有益的微生物群提供營養。雖然有含有益生元纖維的補充劑，但有許多天然含有益生元的健康食品：大蒜、洋蔥、韭菜、蘆筍、菊薊、香蕉和海藻，一般來說，水果、蔬菜、豆類和小麥、燕麥和大麥等全穀物都是益生元纖維的良好來源。

然而，理解飲食，微生物群和健康之間關係的最大挑戰之一是破譯個體對食物攝入反應的高度可變性。這些廣泛的差異導致了這一研究領域的許多相互矛盾的結果，未能找到飲食特異性的影響。研究結果的同質化對於提高我們對微生物群飲食干預以增強健康的理解至關重要。畢竟, 微生物組是一個活生生的動態環境，物種的相對豐度可能每天、每周和每月波動，具體取決於飲食、藥物、運動和許多其他環境暴露。如今, 科學家們仍處於瞭解微生物組在健康中的廣泛作用以及微生物組與其宿主之間正常相互作用中斷可能引起的問題的早期階段。