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健康的饮食方式,为什么没有让我的肠道菌群马上丰富起来?

首页 » 研究 » 组学 2018-09-14 锐翌健康 赞(6)
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导读
2014年1月,我突然想知道:如果我采用猎人的饮食方式,跟东非的哈扎猎人同吃同喝,我的肠道菌群会发生什么变化?

自我介绍下,我是一个美国人,和你想的一样,爱吃汉堡披萨。


2014年1月,我突然想知道:如果我采用猎人的饮食方式,跟东非的哈扎猎人同吃同喝,我的肠道菌群会发生什么变化?


哈扎部落是世界上最后一个狩猎部落,他们一直保持着原始生活状态,随水源、季节、果实、猎物的变化因地而居。将自己沉浸在这种富含微生物的生活方式中,会增加我那破烂不堪的西方肠道中微生物的多样性吗?




有想法,就要付诸行动,于是我开始了实验。下图是一个PCoA图的GIF动画,显示了我的小实验的时间表。两个点离得越近表明这两个样本中所含的细菌越相似。


前三个红点代表1月下旬我在坦桑尼亚的阿鲁沙时的肠道菌群。阿鲁沙是乞力马扎罗山以西的一个大型城镇,在这里,我一般都在家吃饭,喝当地的自来水,偶尔在餐馆吃饭。吃的食物包括鸡蛋、培根、杂碎蔬菜、鸡肉等,睡前会喝一点威士忌或葡萄酒。


因为我刚从美国过来,三个红点代表的微生物群落更多的是我在美国饮食方式下的菌群状态。在前三天,我的肠道微生物群落基本上是保持稳定的。


绿点代表我在哈扎第一天的肠道菌群状态。我开始放弃沙拉和酒,选择哈扎人的饮食方式。此时的哈扎正处于潮湿季节,野生蜂蜜和浆果非常丰富,但肉很少,偶尔会有几只鸟,这个季节哈扎人以素食为主。


喝一些“美味”的狒狒粪水


每天和哈扎人同吃同住,从PCoA图中可以看出我的肠道菌群开始发生改变,它们看起来不那么西方了。


这里要注意的是,我的肠道菌群在最初几天并没有开始重组成簇,就和我在阿鲁沙时的检测结果一样。由于只连续采集了一周的样本,所以不清楚菌群能不能稳定下来或何时能稳定下来。那周除了我的肠道菌群很混乱以外,还发生了其它一些意想不到的事。


第1则

-意想不到的事-


下图显示了我的肠道菌群多样性是如何变化的。从左到右的点依次代表了取样时间点。三个红点代表在阿鲁沙时取的样本,绿点代表我在哈扎第一天吃哈扎食物后取的样本。


在阿鲁沙和在哈扎的第一天,我的肠道菌群多样性是基本一致的。但接下来,它却开始逐渐降低。在坚持哈扎饮食的第四天和第五天,菌群多样性降到最低,而后又开始慢慢增加。这完全出乎意料。



我原本以为在这个新的、微生物丰富的环境中,我会很快获得高多样性的肠道菌群。


但从检测结果来看,我的肠道菌群多样性却是降低了——可能是一些菌消失了或者降低到16S测序无法检测到的水平。这也可能是饮食方式改变导致的,即肠道微生物代谢利用的底物发生了变化。


我们分析了100份哈扎人的粪便样本数据发现,哈扎人的肠道菌群多样性几乎是我的阿鲁沙样本的两倍。也就是说,尽管我的菌群多样性在本周末有所上升,但要想达到跟哈扎人一样的菌群多样性,我还有很长的路要走。


第2则

-意想不到的事-


有趣的是,菌群在门水平有一些显著的变化。下图显示了菌群中3个门的变化情况。我们可以看到,厚壁菌门(Firmicutes)变化有高有低。然而,拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria)的变化却非常显著。



至于拟杆菌门的下降,拟杆菌属(Bacteroides)似乎占其中的大部分(见下图)。拟杆菌是西方人群肠道中的优势菌。我认为这不能归因于西方高脂高糖饮食,而是我们摄入膳食纤维的数量和多样性下降导致的。


如果膳食纤维摄入量下降,那么短链脂肪酸的产量就会降低,这就导致结肠环境酸性较低。由于许多拟杆菌菌株不喜欢酸性环境,在偏碱性的环境中生长得更好,然而我从块根和浆果中摄取大量纤维的新饮食方式使我的结肠环境偏酸性,从而导致拟杆菌的量降低。


不过在这段时间里我几乎没有吃任何肉,所以如果肉/脂肪/蛋白质是一个重要的变量,那么事情就会变得复杂许多。有一点值得注意的是,我们的数据显示哈扎人肠道中几乎没有拟杆菌,即使是吃了大量的肉。



变形菌的显著增加,主要归因于肠杆菌科(Enterobacteriaceae)的增加。这个革兰氏阴性微生物家族包括许多无害的共生菌,但也包括一些潜在的有害菌,如大肠杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌、耶尔森氏菌等。在实验最后一天采集的样本中,这些细菌的丰度居然占到了肠道菌群的50%。也许我应该少喝这些来源不明的狒狒粪水。现在,我们还不确定变形菌的增加是有益还是有害。


第3则

-意想不到的事-


另一个有趣的发现就是阿克曼氏菌属(Akkermansia)的相对丰度也发生了显著变化。


阿克曼氏菌由于已被证明与肥胖和其他代谢性疾病的发生呈负相关,最近在同行评审期刊上得到了很多关注。阿克曼氏菌能够降解粘蛋白,帮助翻转大肠内的粘液层,与粘液屏障紧密贴合。


我肠道中的阿克曼氏菌经历了从低到无再到成为优势菌的变化。


禁食动物和冬眠动物(如松鼠和蟒蛇)的肠道菌群中阿克曼氏菌为优势菌,或者至少在营养供应减少的时期占优势。因此我肠道中阿克曼氏菌的变化趋势引起了我的注意。


在哈扎饮食方式中你会注意到一件事,那就是你的饥饿状态,不是一直饥饿或缺乏食物,但你总觉得有点饿。有趣的是,哈扎人不会早上一起床就开始进食,他们没有冰箱,没办法储存食物。而我们西方人在早上起床的那一刻就开始吃东西,而且几乎整天都不停地在吃东西,但哈扎人不会。



我做了一个大胆的猜测,哈扎人可能是我们的祖先,会定期禁食。注意,我并不是说他们没有足够的食物所以才会饥饿,相反哈扎当地有非常丰富的食物。但是,他们不会因为食物很容易得到就立即打开一包薯条来解决饥饿感,相反,他们会尽量增加两次进食之间的时间间隔,这就是我所说的间歇性禁食。阿克曼氏菌似乎与肠道中的底物量有关。也就是说,结肠中的底物越少,阿克曼氏菌的丰度越高。


所以,除非我肠道中的阿克曼氏菌丰度是被新的食物触发或者是从环境中直接获取的,否则我怀疑阿克曼氏菌的增加和我新的饮食方式有关。只经过简单加工的高纤维食物,可以从我的肠壁机械擦除更多的阿克曼氏菌。这种冲刷效果会导致我的粪便中出现更多的阿克曼氏菌。当然这只是一个想法,还需更多的试验进行测试。


好啦,我的故事就讲到这了。请牢记,罗马非一日建成,想要构建出丰富的肠道菌群也需要日积月累的努力。


原文链接:

http://humanfoodproject.com/microbial-diversity-sometimes-sometimes-dont/


撰稿:孙菲菲(转化医学网360zhyx.com)

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