用膳食纤维改变肠道菌群缓解2型糖尿病

肠道菌群是一个复杂的微生物生态系统，与肠道菌群维持互惠共生关系对于人类健康至关重要。这种共生关系中最值得注意的一个例子就是发酵碳水化合物产生短链脂肪酸：人类宿主的饮食为细菌生长提供不易消化的碳水化合物；而细菌产生短链脂肪酸作为回报，为结肠细胞提供能量底物、减轻炎症反应、调节饱腹感等等。短链脂肪酸产生的缺乏与许多疾病有关，包括2型糖尿病。

近日，上海交通大学赵立平教授团队发表在国际顶尖杂志《Science》上的一项重量级研究成果发现，给2型糖尿病患者补充大量不同的膳食纤维可以选择性地促进一组产短链脂肪酸的肠道细菌的富集，这一组细菌的多样性和丰度越高，患者的糖化血红蛋白（HbA1c）水平改善越多，也就是血糖改善越好，这部分通过增加胰高血糖素样肽-1的产生来实现。促进这些有益细菌的富集也大大减少了代谢产生有害化合物（比如吲哚和硫化氢）的有害细菌的丰度，这也使得肠道更加健康。因此，通过有效地补充恰当的膳食纤维可以重新平衡肠道菌群，恢复肠道细菌与人类宿主的互惠共生关系，降低血糖和体重，并可能为预防和治疗2型糖尿病的新营养学方法铺平道路。

然而，另一方面，在2017年11月1日在线发表在《Gut》杂志上的一项研究发现，全谷物饮食并不能改变具有代谢综合征高风险的健康人群的胰岛素敏感性和肠道菌群组成，但是可以降低体重和全身低度炎症。

某些膳食纤维可能成为治疗2型糖尿病的一部分

肠道微生物在对食物摄入的反应中发挥着一系列的作用；一些慢性疾病，如2型糖尿病，部分是由于肠道细菌发酵碳水化合物产生的短链脂肪酸的缺乏而引起的。

以前的一些临床试验表明，增加不可消化但可发酵的碳水化合物膳食纤维的摄入有助于缓解2型糖尿病，但治疗反应却差异很大。肠道中有数百种细菌都有发酵碳水化合物产生短链脂肪酸的能力。为了提高膳食纤维干预的临床效果，我们必须了解当碳水化合物的摄入增加时肠道菌群到底是如何反应以及如何相互作用的。

赵教授发表在《Science》杂志上的研究中，2型糖尿病患者被随机分为两组：一组为对照组，他们按照中国中国糖尿病协会患者教育和膳食指南接受常规治疗；另一组为高膳食纤维饮食治疗组，他们接受规定的饮食，包括全谷物、中国传统药用食物和益生元。

接下来，研究人员描述了患者肠道菌群的动态特征及其对患者葡萄糖稳态的影响，包括了解膳食纤维的增加是如何改变肠道菌群的整体组成的。

糖化血红蛋白（HbA1c）水平是研究人员主要关注的指标。一开始，HbA1c的水平在两组中均以时间依赖的方式显著下降；然而，从第28天开始，高膳食纤维治疗组的下降幅度更大。

在第12周干预结束时，高膳食纤维治疗组中获得足够的血糖控制（HbA1c < 7%）的患者比例显著高于对照组（89% vs 50%）。

在鉴定的141种产短链脂肪酸的肠道细菌中，大量膳食纤维的摄入促进了其中15种细菌的大量富集，这些细菌最有可能参与到促进健康的过程中，它们促进2型糖尿病患者肠道微生态系统中缺乏的短链脂肪酸大量产生，主要是丁酸和乙酸。促进这群产短链脂肪酸的细菌活性，不仅增强其有益功能，而且可以帮助维持一个使有害细菌远离的肠道环境。这一组细菌的多样性和丰度越高，患者的HbA1c水平改善越多，也就是血糖改善越好。

这表明，不可消化但可发酵的碳水化合物的摄入增加已经足够引起2型糖尿病患者临床相关代谢的改善。针对这群肠道细菌的膳食纤维最终可能成为2型糖尿病患者的饮食建议和治疗的主要部分。

全谷物的健康益处不依赖于肠道菌群的变化

与此同时，发表在《Gut》杂志上的研究中，60名有代谢综合征高风险的健康丹麦成人被纳入一项随机交叉试验，进行两个为期8周的饮食干预，包括全谷物饮食和精制谷物饮食。两个8周干预期之间存在一个大于6周的清除期。

全谷物饮食的摄入与能量摄入和体重降低以及血清炎症标记物水平显著减少，比如白介素6（IL-60）和C反应蛋白（CRP）。

然而，与精制谷物饮食相比，全谷物饮食并不能显著改变肠道菌群的组成，也不影响葡萄糖稳态。因此，富含全谷物的特定饮食的健康益处似乎不依赖于肠道菌群组成的变化，至少在8周的饮食干预期内。

全谷物的摄入对具有代谢综合征高风险的成年人的亚临床炎症血液标志物具有有益的影响；对于那些具有炎症相关疾病风险的人，应该鼓励全谷物的摄入。