久坐不动的生活体例已逐步成为现代社会良多人的一种常态，因而招致2型糖尿病 、瘦削、心血管疾病和非酒精性脂肪肝等代谢性疾病的发病率上升。
★ 代谢性疾病严峻危害人体安康
根据世界卫生组织数据库，2019年，代谢风险（即高体重指数 (BMI)、高血糖、高血压和高胆固醇）占全球总安康缺失的近 20%。查询拜访发现，2019年，高血压招致了近五分之一的灭亡（近1100万人），其次是高血糖（650万人灭亡）、高BMI（500万人）和高胆固醇（440万人）。
那些疾病对人们的安康形成了浩荡影响，不外按期和恰当程度的体育磨练能够起到预防感化。
最新的研究发现，运动与饮食连系：通过肠道微生物群的彼此感化可以更好地预防和调剂代谢性疾病。
根据世界卫生组织和美国疾病掌握与预防中心的数据，按期停止体育磨练和饮食干涉能够将妊娠糖尿病的患病率降低30%，将灭亡风险降低20%至30%。
•运动与肠道微生物
肠道微生物在宿主的整个生命周期中参与影响安康的各类彼此感化。
运动促进的微生物群构造和形态的改变在促进有益代谢物的产生、刺激/调剂免疫系统、庇护宿主免受病原体定植以及掌握脂量积存和胰岛素信号。
法例的运动是对肠道的刺激性应激源，可促进有益反响并改进肠道屏障的完全性。
•饮食与肠道微生物
饮食关于塑造微生物群落或代谢物很重要。
微生物群表露于安康的炊事成分，如炊事碳水化合物、卵白量、维生素、矿物量和多酚，它们能够产生有益的代谢物，特殊是短链脂肪酸和色氨酸代谢物。
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那些代谢物参与庇护肠粘膜完全性，还介导宿主免疫和稳态反响。相反，不安康的饮食，如高脂饮食，会增加促炎细胞因子的产生，从而招致全身慢性炎症和脂多糖易位，从而增加代谢疾病的风险。
本文讲述了肠道微生物与代谢性疾病的联系关系，次要包罗瘦削、2型糖尿病、心血管疾病和非酒精性脂肪肝。
我们还提到了体育磨练、饮食成分和饮食形式对肠道微生物的影响。并介绍了通过体育磨练和饮食相连系来预防代谢性疾病的一些研究和相关机造，那可能为预防代谢性疾病供给一条新路子。
01
体育磨练对肠道菌群的影响
▸ 体育磨练
体育磨练被定义为有方案、构造化和反复的体育活动的一个子集，旨在改进或连结身体安康。
重视：按期磨练是指每周5天，每次至少30分钟的中等强度体育磨练，或每周3天，至少20分钟的高强度体育磨练。
★运动与炎症及代谢疾病有关
研究表白，习惯性运动会按捺根底促炎细胞因子的表达，但过度运动会引发多种促炎介量的产生。合理和适度的体育磨练能够削减代谢性疾病的风险，只要在极端情状下，才会增加体育磨练相关并发症的风险。
事实上，按期运动会独立影响肠道功用和微生物组特征，进而对预防代谢疾病具有有益感化。
体育磨练对肠道菌群和宿主安康的影响
Zhang L,et al.Nutrients.2022
体育磨练调剂肠道微生物
肠道菌群受性别、遗传、年龄和种族（即不成改动的因素）和可改动的因素（如宿主安康、身体活动、饮食和最末的抗生素治疗）的调剂。研究表白，运动对微生物群有特殊的影响。
体育磨练与肠道菌群生物多样性的积极调剂有关；体育磨练在塑造肠道微生物多样性和调剂其散布方面的感化已经得到证明。如下表所示：
运动对微生物群与代谢的影响
Donati Zeppa S,et al.Nutrients.2019
•改动原因
体育磨练引起的肠道菌群改动是因为肠道转运时间 、胆汁酸谱的改动、通过AMPK激活产生短链脂肪酸 、Toll样受体 (TLRs) 信号通路、免疫球卵白 A (IgA)、B和CD4+T细胞的数量，最初到体重减轻。
AMPK即AMP依靠的卵白激酶，是生物能量代谢调剂的关键分子。它表达于各类代谢相关的器官中，能被机体各类刺激激活，包罗细胞压力、运动和良多激素及能影响细胞代谢的物量。
•体重与菌群改变显著相关
在一项阐发运动活泼和久坐的40岁以下女性的研究中，几种细菌类群的改变与体重指数 (BMI) 显著相关。即便所有参与者的微生物群构成在运动后的一段时间内发作改变，具有已知抗炎特征和产生短链脂肪酸才能的物种在瘦受试者中更高。
✦运动促进新陈代谢
在运动前提下，肠道微生物的改变会影响营养物量的吸收，进而影响宿主的新陈代谢。来自美国肠道方案的数据表白，停止适度运动（从不运动到天天运动）重塑了微生物构成和功用的改变，促进了老年人出格是超重老年人更安康的肠道情况。
在动物身上也得到了类似的成果。停止体育磨练的小鼠凡是表示出双歧杆菌（Bifidobacterium）、乳酸杆菌和嗜黏卵白阿克曼菌(Akkermansia muciniphila）品貌增加。
那些成果可能反映了运动更高的新陈代谢，因为阿克曼菌比例增加凡是与更安康的新陈代谢特征相关。
✦对肠道屏障、免疫系统有积极感化
此外，运动可能会对肠道粘液层产生积极影响，肠道粘液层是粘膜相关细菌（如嗜粘卵白-阿克曼氏菌）的重要基量。适度运动还能够减轻慢性应激诱导的小鼠肠道屏障损伤，削减细菌移位并庇护肠道通透性。
罗氏菌属（R.hominis）和普拉梭菌（F.prausnitzii）产生的丁酸盐对安康有益，对肠道功用和脂量代谢有积极影响。普拉梭菌还产生具有抗炎感化的代谢物。
粪球菌属（Coprococcus）属是一种产丁酸盐的属，在经常运动的女性中更为丰富，促进了一些与运动相关的安康影响。
•瘦的人群产丁酸盐菌群品貌较高
在另一项比力瘦和瘦削成年人在饮食掌握下参与为期六周的监视耐力运动方案的研究中，仅在瘦受试者中发现产生丁酸盐的分类群增加。
此外，瘦成人的普拉梭菌（Faecalibacterium Prausnitzii）增加，而瘦削成人则削减，而拟杆菌属（Bacteroides）有相反的趋向，证明了体重的影响。
重视：在体重、饮食和年龄一般化后，有氧适能程度较高的个别中产丁酸盐类群的品貌更高。
研究表白，那些微生物是已知的丁酸盐消费者，对促进肠道屏障完全性、调剂宿主免疫系统和脂量代谢具有有益感化。
✦肠道微生物影响运动表示
在运动期间和之后，大量的乳酸会释放到血液中。乳酸在耐力表示中具有重要感化，因为它被用做多种器官和组织的燃料。那些器官和组织“进修”利用乳酸做为底物的次数越多，性能进步的越多。
比来证明，全身性乳酸能够穿过肠道屏障进进肠腔，然后能够被韦荣氏球菌属（Veillonella）转化为丙酸。
有报导说，肠道微生物群中的韦荣球菌品貌增加，其甲基丙二酰辅酶A在运动后过度表达。
•进步抗氧化活性
此外，他们证明在老鼠身上，韦荣氏球菌属（Veillonella）接种改进了跑步性能，通过结肠内输注赐与丙酸盐也改进了那种性能。
在一项关于小鼠耐力泅水时间的研究中，证明了肠道微生物群的表示和抗氧化活性之间的关系，表白“肠道微生物群的形态可能对运动表示及其与运发动抗氧化酶系统相关的潜在感化至关重要”。
因而，那些研究表白，肠道微生物群对短链脂肪酸产生的调剂会影响运动过程中的能量代谢，从而有助于运动诱导的适应。那些微生物群发酵产品也可用做肝脏和肌肉细胞的能量来源，通过持久庇护血糖来进步耐力表示。
运动促进安康
✦运动频次差别体内菌群差别
已发现运发动微生物组包罗差别的微生物构成，那些微生物次要由韦荣氏球菌（Veillonella）、拟杆菌属（Bacteroides）、普雷沃氏菌属（Prevotella）、甲烷杆菌（Methanobacteriaceae）和嗜黏卵白阿克曼菌(Akkermansia muciniphila)所构成。
参与能量和碳水化合物代谢的分类群的品貌，如普雷沃氏菌和史密森甲烷杆菌，被发如今职业自行车手中明显高于业余自行车手，而且与操练频次相关。
在超重的成年人中，遵照富含纤维和全谷物的饮食六周后，普雷沃氏菌的品貌可揣测体重减轻，那表白应在个性化营养战略中考虑肠型以匹敌瘦削。短链脂肪酸的产生，出格是丁酸，是肠道安康的重要标记，在人类运动后会增加。
✦经常运动肠道菌群多样有助于促进安康
职业橄榄球运发动的肠道微生物表示出更大的α多样性和厚壁菌门与拟杆菌门比率的下降. 与久坐不动的女性比拟，停止常规运动量的女性展现出更多的促进安康的分类群，例如
普拉梭菌（Faecalibacterium Prausnitzii）↑↑↑
罗氏菌属（Roseburia hominis）↑↑↑
嗜黏卵白阿克曼菌(Akkermansia muciniphila) ↑↑↑
那些物种与促进安康的感化有关。先前已在运发动的微生物群中描述了高品貌的阿克曼菌，而低程度与炎症性肠病患者的代谢紊乱（瘦削、代谢综合征和 II 型糖尿病）有关。
•增加有益菌品貌预防疾病
查抄了20名业余跑步者在半程马拉松角逐前后的粪便代谢物和微生物群。
根据α多样性阐发，多样性几乎没有差别，但是，某些微生物群成员的品貌在跑步前后展现出差别。在门程度上，跑步后检测到在人体肠道中的功用未知的Lentisphaerae和Acidobacteria。
在物种程度上，Coriobacteriaceae和Succinivibrionaceae显著增加。
放线菌门(Actinobacteria)参与胆汁盐和类固醇激素的代谢以及人体肠道中炊事多酚的激活。Coriobacteriaceae与15种代谢物呈正相关，表白Coriobacteriaceae的代谢可能是运动预防疾病和改进安康成果的潜在机造。
那些增加的代谢物表白，跑步促进了微生物群衍生的新陈代谢。
•削减致病菌，具有抗炎感化
在属程度上，半程马拉松跑削减了粪便中Ezakiella、Romboutsia和放线杆菌（Actinobacillus）的品貌，但增加了粪球菌（Coprococcus）和Ruminococcus bicirculans。
放线杆菌属会招致几种差别的动物疾病，例如牛的放线菌病、重生马驹的烈性败血症和人类牙周病。
因而，对那种潜在病原体的按捺表白运动具有抗炎感化。还需重视，戊糖磷酸路子是一种与糖酵解平行并涉及葡萄糖氧化的代谢路子，是半程马拉松跑后最丰富的路子。那些发现强调了运动促进安康好处的微生物群衍生气造。
运动类型与强度影响肠道菌群构成
✦差别运动类型菌群构成差别
为了研究特定运动类型和运发动饮食对肠道微生物群的持久影响。比力了15名久坐不动的安康男性（做为比照组）、15名健美运发动和15名长跑运发动的粪便微生物群特征、炊事摄进量和身体成分。
运动类型与运发动饮食形式相关（即，健美运发动：高卵白、高脂肪和低碳水化合物/炊事纤维饮食；长跑运发动：低碳水化合物和低炊事纤维饮食）。
固然运发动类型在肠道微生物群α和β多样性方面没有差别，但它与几种细菌的相对品貌显著相关。例如，在属程度上，普拉梭菌（Faecalibacterium）、萨特氏菌（Sutterella）、Clostridium、嗜血杆菌、艾森氏菌属更高，而双歧杆菌和副双歧杆菌在健美运发动中更低。
在物种程度上，普遍用做益生菌的肠道有益菌（青春双歧杆菌、长双歧杆菌、清酒乳杆菌）和产生短链脂肪酸的有益菌（经黏液实杆菌属、霍氏实杆菌(Eubacterium hallii)）在健美运发动中更低，在比照组中更高。
在长跑运发动中，卵白量摄进量与多样性呈负相关，而在健美运发动中，脂肪摄进量与双歧杆菌呈负相关。那些差别可能与运动中的的营养情况有关。
✦差别心理形态下运动效果差别
此外，体育磨练所产生的改变似乎取决于小我的心理形态。例如，无论是瘦削-高血压大鼠仍是一般大鼠，法例的强迫运动城市对微生物群丰富度产生差别的影响。高脂肪饮食后运动对大鼠微生物群的改动与一般饮食的大鼠差别，糖尿病小鼠产生的改动也差别于比照小鼠。
•少小运动对微生物群影响更显著
最初，据看察，与成年大鼠比拟，运动对少小大鼠的微生物群产生更有效的改动。在那些研究运动操练对肠道微生物组影响的小鼠研究中，一个配合发现是α多样性增加。利用基于小鼠的模子的其他几项研究也表白，与久坐不动的动物比拟，运动的动物的α多样性增加。
高强度运动对肠道微生物倒霉
需要重视的是，高强度运动可能会对肠道功用产生有害影响。总共70%的运发动在猛烈运动后可能会呈现腹痛、恶心和腹泻。
长时间运动还会招致微生物多样性削减，幽门螺杆菌（Helicobacter pylori）数量增加。过度运动会诱发增加肠道通透性的压力，那可能招致细菌及其有毒产品（包罗微生物群衍生的脂多糖）进进血液并激活全身炎症。易位的脂多糖激活 TLR，促进NF-kB通路激活和炎性细胞因子的产生，最末招致内毒素血症。
运动强度是一个有争议的问题；我们必需考虑到各类运动形式，以及运动的继续时间。同时，要针对差别人群造定差别的干涉计划；目标在于鼓励久坐不动的人脱节不安康的生活体例。
小结
运动会改动参与代谢形式的分子的转换，并刺激神经内排泄激素的释放，那些激素间接或通过免疫系统间接与肠道彼此感化。
总之，运动的强度、时间和类型会影响肠道微生物群的构成，因为它还与受试者的性别、年龄、安康情况和操练形态有关。已经证明，低程度但继续停止的身体活动能够增加微生物群的多样性，改进受试者的代谢特征和免疫反响，而急性猛烈运动可能会对运发动的微生物群及其总体安康形成有害影响。
02
饮食对肠道菌群的影响
碳水化合物
碳水化合物是由碳、氢和氧三种元素构成，天然界存在最多、具有广谱化学构造和生物功用的有机化合物。
差别品种的生果、蔬菜和全麦谷物是炊事碳水化合物的次要来源。在人类基因组中，只要不到20种糖苷酶被判定为参与消化炊事碳水化合物的酶。
唾液淀粉酶起首在口腔内将复杂的碳水化合物合成为单糖，易消化的碳水化合物可通过胰淀粉酶、蔗糖酶、麦芽糖酶、半乳糖酶和乳糖酶等降解消化。复杂的不容易消化的炊事碳水化合物差遣我们的肠道微生物进化出碳水化合物活性酶库，以便有效地合作营养。
✦差别的碳水化合物对肠道影响差别
宿主的肠道不竭被动态摆列的碳水化合物沉没。而差别的碳水化合物对肠道的影响各不不异。
•简单的碳水化合物招致宿主代谢紊乱
已经重视到，简单的碳水化合物（例如蔗糖、果糖）会引起微生物群快速重塑，从而招致宿主代谢紊乱。
✦复杂的碳水化合物对安康有利
复杂的碳水化合物，特殊是某些微生物群可接触的多糖和炊事纤维，为在该栖息地合作的密集微生物群供给食物，对肠道微生物生态学和安康产生严重影响。
多糖含量高的饮食与上调的肠道微生物群落多样性有关，并促进有益微生物的生长，例如阿克曼氏菌、双歧杆菌和乳杆菌。同时，肠道微生物能够利用中间寡糖来生成对宿主有益的短链脂肪酸。
•加强肠道屏障
例如，铁皮石斛多糖 (DOPs) 不容易消化和吸收，但会促进肠道微生物产生更多的丁酸，次要由Parabacteroides sp. HGS0025产生，从而介导肠道安康和免疫功用的改进。
铁皮石斛多糖干涉还能够通过感化于嗜黏卵白阿克曼菌(Akkermansia muciniphila)来促进粘卵白合成，从而加强肠道屏障功用。
•参与抗炎庇护
五味子的其他多糖还逆转了肠道微生物生态失调并上调了丁酸和丙酸的产生，那可能参与了抗炎庇护机造。
卵白量
炊事卵白量是另一种关键的常量营养素，人们天天必需摄进必然量卵白量，以获得氨基酸和必然量的氮元素，用于合成组织卵白量。
★ 卵白量摄进过高或过低都不安康
它还能够调剂微生物构成和代谢产品的产生。卵白量摄进量与安康之间的关系遵照U形曲线，此中较低的卵白量摄进量与营养不良形态相关，而高于可耐受限度的摄进量与营养过剩疾病相关。
注：世界卫生组织定见通俗成人每日卵白量摄进量为0.83g/kg。
✦影响肠道情况
炊事卵白量消化的产品是氨基酸。肠道微生物降解的氨基酸代谢物包罗短链脂肪酸、收链脂肪酸、吲哚、酚、硫醇、硫化物、氨和胺。那些代谢产品参与与宿主安康和疾病相关的各类心理功用。
一方面，卵白量降解供给必须的游离氨基酸做为结肠细胞的替代能源. 另一方面，那个过程也会释放出有毒的代谢副产品，如氨、硫化物和酚类，它们对部分肠道情况有害。
研究表白，适度限造日粮卵白量能够塑造微生物群构成和多样性的协调平衡，并改进成年猪的肠道屏障功用。
▸ 高卵白饮食
•高卵白饮食招致菌群削减和一些疾病
高卵白饮食者毛螺菌科(Lachnospiraceae)、瘤胃球菌科（Ruminococcaceae）和嗜黏卵白阿克曼菌（Akkermansia）的品貌削减。
此外，卵白量，出格是红肉和加工肉类中的卵白量，是左旋肉碱和胆碱的来源，可被肠道微生物代谢并产生三甲胺 (TMA)，随后被氧化为三甲胺N-氧化物 (TMAO)。高TMAO浓度与心血管疾病或灭亡风险增加相关。
•经常运动卵白量需求大
值得重视的是，运发动可能需要更多的卵白量来撑持骨代谢，连结足够的卵白量合成和能量代谢，以及在强化/长时间的运动法式中连结足够的免疫功用和肠道完全性。
研究定见承受过耐力和力量操练的运发动的卵白量摄进量为1.2-1.7克每公斤体重/天。
注：欠缺卵白量可能招致女运发动月经失调。
脂肪
炊事脂肪是指我们每日所食各类食物含油脂的总和。来自动物和动物的炊事脂肪是人类生长发育的能量储蓄来源。
▸ 消化过程
脂肪起首被口腔中的舌脂肪酶和胃脂肪酶消化。接下来被胰脂肪酶水解成游离脂肪酸（FFA）；大部门游离脂肪酸被小肠吸收，少数会通过胃肠道并间接改动肠道微生物成分。
✦炊事脂肪招致肠道微生物改动
与橄榄油或红花油比拟，以棕榈油为根底的饮食可能会招致体重增加，对微生物群多样性产生负面影响，并增加厚壁菌门与拟杆菌门的比例。
•高脂饮食削减了有益菌和短链脂肪酸
饱和脂肪酸降低拟杆菌属、普雷沃氏菌属、乳酸菌属和双歧杆菌属。与低脂饮食比拟，食用高脂饮食也显著削减了短链脂肪酸的释放。
✦高脂饮食倒霉于安康
•高脂饮食易招致结肠癌
炊事脂肪引起的肠道微生物群成分改变也能够调剂微生物衍生的次级胆汁酸 (BA) 的产生。高脂饮食引发加强的胆汁酸放电，招致初级胆汁酸的结肠浓度增加。然而，5%到10%的胆汁酸没有被重吸收，而是被大肠中的微生物转化为次级胆汁酸，那对人体有害并会促进结肠癌发作。
•高脂饮食易招致炎症
此外，在高脂饮食小鼠中看察到的微生物群失调引起脂多糖从肠腔进进体轮回，从而激活宿主促炎信号通路，然后引发低度全身炎症。
炊事纤维
▸ 定义
炊事纤维的定义不断存在争议，一般将炊事纤维定义为具有三个或三个以上单位的可食用碳水化合物聚合物，对内源性消化酶有对抗力，因而在小肠中既不水解也不吸收。
✦炊事纤维的感化
•重要能量来源
炊事纤维是盲肠和结肠微生物群的重要能量来源。特定肠道前提下的厌氧菌会激活其由关键酶和代谢路子构成的机造，那些机造能够代谢复杂的碳水化合物，从而招致产生短链脂肪酸等代谢物。
•影响微生物多样性
值得重视的是，限造炊事纤维不只会招致微生物多样性的削减和短链脂肪酸的产生，还会改动肠道微生物的代谢以操纵不太有利的底物，那可能对宿主有害。
Q1
什么是短链脂肪酸？
短链脂肪酸是次要由乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐构成的有机产品。短链脂肪酸在调剂宿主代谢、免疫系统和细胞增殖方面具有关键感化。
短链脂肪酸在盲肠和近端结肠中浓度很高，它们被用做结肠细胞的能量来源（出格是丁酸盐），但也能够通过门静脉输送到外周轮回，感化于肝脏和外周组织。虽然短链脂肪酸在外周轮回中的程度很低，但如今人们普及认为它们在宿主体内充任信号分子并调剂差别的生物过程。
✦高纤维饮食有助于降低危害
为人类意愿者供给高卵白、低碳水化合物的饮食不只显著削减了总短链脂肪酸和丁酸盐的产生，还招致氨基酸发酵产生的潜在有害代谢物增加，包罗收链脂肪酸、氨、胺、N-亚硝基化合物、酚类化合物、硫化物、吲哚化合物和氢气硫化物。那些代谢物的细胞毒性和促炎特征招致慢性疾病的开展，出格是结曲肠癌。
考虑到糖酵解发酵和卵白水解发酵之间的权衡，高纤维饮食可能会按捺卵白量发酵，抵消肉类和脂肪的许多倒霉影响，从而降低那些食物成分的危害。
其他炊事成分
不变的肠道微生物群落受多种必须成分的影响，例如维生素、矿物量和多酚。
✦维生素
维生素是庇护一般心理功用所需的少量辅助因子。人类无法合成大大都维生从来称心我们的日常需求，因而必需从外部获取。
•改动肠道微生物品貌和多样性
值得重视的是，肠道微生物有才能调剂各类维生素的合成和代谢输出。随后，维生素还能够显著改动肠道微生物的品貌和多样性。
例如，维生素A能够上调对安康有益的微生物群，包罗双歧杆菌、乳酸杆菌和阿克曼氏菌。
✦矿物量
与维生素一样，矿物量是微量营养素，它们在宿主新陈代谢和与肠道微生物群停止积极互动方面发扬着重要感化。
•影响肠道菌群和慢性疾病
已经证明，镁欠缺与慢性病发病率增加有关，而且镁欠缺小鼠体内的双歧杆菌含量会降低四天。不外，假设持久缺镁（21 天），双歧杆菌和乳酸杆菌的品貌会增加。
需要停止更多临床试验来确定缺镁和填补镁对制止不良反响的影响。
✦多酚
多酚是普遍存在于动物性食物中的一大类化合物，此中一些与肠道安康有关。
•按捺有害菌，促进益生菌
例如茶多酚能够按捺幽门螺杆菌和金黄色葡萄球菌等有害细菌的生长，并刺激或促进双歧杆菌和嗜黏卵白阿克曼菌（Akkermansia muciniphila）等肠道有益菌的生长。
•调剂肠道微生物
类黄酮能够影响和重塑肠道菌群的构成，发扬益生元和杀菌感化，虽然证据尚不切当，它们的全身抗炎感化可能至少部门与微生物群的调剂有关。
多酚的“益生元样”感化已经通过对人类肠道微生物群的体外研究以及临床前和临床试验中的体内看察到，在那些试验中，填补多酚和富含多酚的食物被证明能够调剂肠道微生物群。
多酚有利于生长的其他有益物种包罗：
嗜黏卵白阿克曼菌（Akkermansia muciniphila）、
普拉梭菌（Faecalibacterium Prausnitzii）
罗氏菌属（Roseburia spp）
✦多酚人体操纵度较低
不幸的是，许多天然多酚，如浓缩或可水解的单宁和糖基化多酚衍生物（与葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、核酮糖、阿拉伯吡喃糖等糖连系）的特征是人体肠道吸收率低。口服生物操纵度的降低严峻限造了那些化合物的潜在有益感化。
•经肠道微生物感化更随便吸收
有趣的是，那些凡是在饮食中连结无活性的多酚在肠道微生物群往除糖部门后被生物转化为活性化合物。那些代谢物能够保留母体化合物的抗氧化和多效活性，同时还表示出增加的肠道吸收和更好的生物操纵度。
因而，类黄酮通过微生物群的生物转化，能够更随便地抵达血液并在全身程度发扬其生物学相关感化。
总的来说，微生物群和多酚之间的彼此积极的彼此感化可能会促进人们的安康。
饮食形式
除了个别营养素，饮食形式对肠道微生物群的代谢活动也有显著影响。
世界范畴内的饮食习惯多种多样，包罗西式饮食、地中海饮食、生酮饮食、间歇性禁食等。
饮食形式对肠道微生物群介导的安康的影响
Zhang L,et al.Nutrients.2022
▸ 西式饮食
西式饮食，是一种以高含量精加工糖和碳水化合物、高含量饱和脂肪酸、高含量动物卵白以及低含量炊事纤维为特征的一种现代饮食体例。
•西式饮食影响肠道微生物群稳态
在西方饮食中，大部门能量由非细胞营养素供给，那些营养素更随便被微生物和人体细胞消化。易于获取的非细胞营养素的数量增加会影响pH值、肠道微生物群成分和新陈代谢的改变，从而影响肠道微生物群稳态的调剂和庇护。
•易招致炎症
另一方面，高脂饮食的消耗也增加了促炎细胞因子的产生，从而招致全身性慢性炎症和脂多糖易位。
差别饮食对肠道菌群和宿主心理功用的影响
Makki K,et al.Cell Host Microbe.2018
▸ 地中海饮食
“地中海式饮食”是指有利于安康的，简单、油腻以及富含营养的饮食。那种特殊的饮食构造强调多食蔬菜、生果、鱼、海鲜、豆类、坚果类食物，其次才是谷类，而且烹调时要用动物油（含不饱和脂肪酸）来取代动物油（含饱和脂肪酸）。
•降低免疫性疾病风险
与西方饮食差别，地中海饮食被认为是全球最安康的饮食形式之一。更好地对峙地中海饮食与总灭亡率的显著降低以及免疫系统失调、心血管疾病、认知才能下降和癌症的风险降低有关 。
•改进微生物群构成
此外，地中海饮食改动了微生物群的构成，有利于有益细菌，例如狄氏副拟杆菌（Parabacteroides distasonis）、多形拟杆菌(Bacteroides thetaiotaomicron)和青春双歧杆菌（Bifidobacterium adolescentis），并按捺病原体的生长，恢复可能有益的微生物。
▸ 生酮饮食
生酮饮食是一种高脂肪、充沛卵白量和低碳水化合物的饮食。
身体通过限造碳水化合物的可用性来燃烧脂肪而不是碳水化合物来获取卡路里。研究表白，生酮饮食对肠道微生物群的影响有好有坏。
•有营养不敷的风险
一方面，生酮饮食营养不敷的风险更大，而且因为欠缺纤维、必须的维生素、矿物量和铁，可能无法庇护安康的微生物群。
•缓解结肠炎
另一方面，研究表白，跟着阿克曼氏菌品貌的急剧增加，生酮饮食在DSS诱导的承受者中付与微生物群好处并缓解结肠炎和产丁酸的罗氏菌属(Roseburia) ; 此外，在喂食生酮饮食的小鼠中发现大肠杆菌（Escherichia）/志贺氏菌（Shigella）的品貌削减。
▸ 间歇性禁食
间歇性禁食是一品种似于热量限造的饮食干涉，包罗各类把持进餐时间以改进身体成分和整体安康的方案。
Chow LS,et al.Endocr Rev.2022
•缓解慢性疾病
研究发现间歇性禁食在动物模子中对普遍的慢性疾病（包罗肝病、2型糖尿病、心血管疾病和脑功用）以及体重减轻具有强大的疾病缓解成效。
•增加肠道微生物丰富度
间歇性禁食似乎对肠道微生物群有积极影响。临床前研究一致表白，间歇性禁食有助于增加肠道微生物的丰富度，丰富嗜黏卵白阿克曼菌（Akkermansia muciniphila）和乳杆菌（Lactobacillus），削减假定的促炎类群脱硫弧菌属（Desulfovibrio）和Turicibacter，并加强抗氧化微生物代谢路子。
定见
我们应该合理搭配炊事，尽量做到高纤维低脂肪的摄进，并包管必然量的碳水和卵白量，以及不成贫乏的微量元素。有助于降低代谢性疾病风险，恢复肠道情况，提拔安康程度。
03
肠道微生物与代谢性疾病
遗传变异被认为是代谢疾病的次要驱动因素，但那些变异的遗传概率相当有限。比来肠道微生物群被思疑是驱动代谢疾病的另一个因素。
与安康个别比拟，大大都患有瘦削、2型糖尿病、心血管疾病和非酒精性脂肪肝的人群肠道微生物多样性降低。肠道微生物的构成假设被外部因素改动，会招致肠道微生物与宿主之间的共生关系发作浩荡改变，那关于代谢疾病的开展至关重要。
瘦削
瘦削是指必然水平的明显超重与脂肪层过厚，是体内脂肪，出格是甜油三酯储蓄积累过多而招致的一种形态。因为食物摄进过多或机体代谢的改动而招致体内脂肪储蓄积累过多形成体重过度增长并引起人体病理、心理改动或暗藏。
✦瘦削个别的微生物能量获取显著增加
通过行为改动（例如高脂饮食和抗生素的利用）改动肠道微生物可能是瘦削大时髦的强大驱动力。
关于肠道微生物群在介导瘦削发病机造中感化，基于动物模子的发现。瘦削的微生物群招致从饮食中获取的能量显著增加。
据看察，与承受瘦捐赠者微生物群的小鼠比拟，将瘦削捐赠者的微生物群引进无菌 (GF) 小鼠会招致能量获取才能增加。同样，可转移的瘦削相关微生物群比“瘦微生物群”定植更有助于全身脂肪的积存。
✦菌群品貌发作改变
肠道微生物成分在瘦削和消瘦个别之间存在差别。人体研究看察到，与非超重个别比拟，超重个别的微生物群的特征是拟杆菌（Bacteroides）的品貌较低，而厚壁菌门(Phylum Firmicutes)的品貌较高 。
在属程度上，一项宏基因组联系关系研究显示了多形拟杆菌(Bacteroides thetaiotaomicron)在瘦削个别中的不敷。
有趣的是，用B. thetaiotaomicron灌胃能够减轻饮食引起的小鼠体重增加和瘦削，那意味着益生菌或微生物化合物可能是将来潜在的抗瘦削体例。
2型糖尿病
2型糖尿病也被认为遭到肠道微生物成分和功用失调的影响。
✦肠道微生物品貌与2型糖尿病相关
临床陈述表白，双歧杆菌（Bifidobacterium）、乳杆菌（Lactobacillus）和产丁酸细菌 (例如 Akkermansia muciniphila) 的相对品貌与2型糖尿病呈负相关，而梭菌属（Clostridium spp）、瘤胃球菌属（Ruminococcus）、梭杆菌属（Fusobacterium）和经黏液实杆菌属（Blautia）与2型糖尿病呈正相关。
•肠道屏障受损影响2型糖尿病
肠道微生物的失调可能通过毁坏密切毗连卵白 (TJP) 损害肠道屏障，随后招致粘膜渗漏和代谢性内毒素血症，那是胰岛素对抗和2型糖尿病开展的次要因素之一。
此外，肠道微生物可能参与葡萄糖调剂。一项研究表白，与未承受结肠切除术的患者比拟，承受全结肠切除术的患者患2型糖尿病的风险增加。
因而，营造一个优良的肠道稳态有助于预防2型糖尿病。
心血管疾病
心脑血管疾病是心脏血管和脑血管疾病的统称，泛指因为高脂血症、血液黏稠、动脉粥样硬化、高血压等所招致的心脏、大脑及全身组织发作的缺血性或出血性疾病。
心脑血管疾病是一种严峻威胁人类，特殊是50岁以上中老年人安康的常见病，具有高患病率、高致残率和高灭亡率的特征。
瘦削、2型糖尿病、血脂反常、高血压和不安康的生活体例，如抽烟、欠缺运动和不良饮食习惯等，都涉及心血管疾病的病理过程和求助紧急因素。
✦肠道微生物影响心血管疾病
值得重视的是，那些因素中的大大都都与肠道微生物有关，基因组测序和宏基因组阐发也显示了心血管疾病表型与特定微生物类群改变或肠道微生物丰富度和多样性之间的联系关系。
早期研究表白，在动脉粥样硬化斑块中检测到细菌 DNA（次要是Chryseomonas），其特征与疾病形态相关的分类群相婚配.
•肠道菌群品貌发作改变
此外，宏基因组阐发表白，心血管疾病患者的肠道微生物组与安康个别差别，那次要表示为链球菌属（Streptococcus spp.）和肠杆菌属（Enterobacteriaceae spp.）的品貌升高。以及拟杆菌属（Bacteroides spp.）、普氏菌属（Prevotella copri）和Alistipes shahii的品貌下降。
•肠道微生物感化机造
在机造层面，肠道微生物对心血管疾病的影响与炎症、肠道屏障功用和代谢物的调剂有关。肠道微生物群中与生态失调相关的改变会损害肠道屏障，招致轮回脂多糖程度升高，而脂多糖可通过 Toll 样受体 (TLR)-MyD88信号通路激活炎症信号，从而释放促炎细胞因子，从而在宿主中协调炎症形态。
先前的研究表白，心力弱竭患者的肠道完全性受损，血液中促炎细胞因子程度升高与症状严峻水平和较差的预后相关。在依靠代谢的路子中，肠道微生物裂解一些含三甲胺的化合物产生三甲胺，三甲胺可被黄素单加氧酶进一步氧化成氧化三甲胺。氧化三甲胺激活 MAPK、NF-κB 信号通路，促进炎症基因表达，从而影响心血管疾病患者的脂量代谢并增加甜油三酯，降低高密度脂卵白。
非酒精性脂肪肝
非酒精性脂肪肝是一种与瘦削有关的疾病，凡是被认为是代谢综合征的肝脏表示。
多项临床前和临床研究强调了肠道微生物群在非酒精性脂肪肝发病机造中的感化，虽然对因果关系还不确定。
✦微生物多样性较低
简而言之，与安康受试者比拟，非酒精性脂肪肝患者的肠道微生物群多样性较低，Anaerobacter、链球菌（Streptococcus）、大肠杆菌（Escherichia）和乳酸杆菌（Lactobacillus）的物种品貌增加，普雷沃氏菌（Prevotella）、颤螺菌属（Oscillibacter）和Alistipes spp的品貌较低。
注：肠道微生物群影响非酒精性脂肪肝的机造可能是在肠-肝轴方面。
✦影响其他疾病
除了肠道微生物群失调外，非酒精性脂肪肝还与胆汁酸的肠肝轮回、肠道微生物群介导的肠粘膜炎症和相关的粘膜免疫功用损伤有关。
04
代谢性疾病的预防与调剂
高热量饮食和久坐不动的生活体例招致瘦削的发病率上升，那在很大水平上是由能量摄进超越能量消耗形成的。
大量时髦病学证据表白，瘦削是诱发其他代谢性疾病（包罗2型糖尿病、心血管疾病和非酒精性脂肪肝）的求助紧急因素。
代谢性疾病严峻影响人们的安康，那一疾病次要是积少成多的不良习惯引起的，那么有什么能够预防或是降低那类疾病发病率的办法呢？
运动搭配饮食
✦运动加饮食效果更好
确定有效的干涉办法是改进代谢性疾病的重要路子。前文已有讲到运动和饮食城市调剂肠道微生物并改进代谢性疾病。
事实上，当一项方案包罗饮食和体育磨练时，与零丁磨练或饮食比拟，会有更有效的改动。肠道微生物的多样性和功用也遭到饮食和体育磨练的影响。
磨练与饮食连系通过调剂肠道菌群来预防代谢性疾病
Zhang L,et al.Nutrients.2022
在那里，我们总结了一些动物和人类通过饮食加运动干涉改进代谢性疾病的研究。
饮食诱导期间反复运动增加了免疫和代谢才能
在饮食诱导的瘦削期间，反复运动增加了小鼠远端肠道微生物群的α多样性和代谢才能。
适度运动和低脂饮食对高脂饮食诱导的瘦削小鼠的体重减轻和巨噬细胞免疫才能具有有益影响。
运动搭配低碳饮食削减了脂肪以及预防糖尿病
此外，一项为期6个月的随机干估量划表白，有氧运动和低碳水饮食供给了一种更有效的办法，能够通过改动肠道微生物群成分来削减肝脏脂肪和预防糖尿病。
低碳饮食加运动改进了心脏代谢
一项针对超重/瘦削中国女性表白，低碳水化合物饮食与运动操练相连系会增加产生短链脂肪酸的经黏液实杆菌属（Blautia）并削减与2型糖尿病相关的Alistipes属，招致显著的体重减轻，并改进血压、胰岛素灵敏性和心肺安康，那表白低碳水饮食和运动干涉可能通过调剂肠道微生物在心脏代谢安康中发扬感化。
✦降低肝脏脂肪含量
比来的一项随机比照试验表白，与运动或零丁饮食干涉比拟，饮食加运动干涉能够显著降低肝脏脂肪含量并增加关键微生物的多样性和不变性，那为造定饮食加运动干涉战略供给了更有效的路子用于预防非酒精性脂肪肝。
✦有效掌握血糖
在禁食形态下磨练会产生有利的代谢适应，陪伴着不变的血糖浓度和升高的血液游离脂肪酸浓度，那可能更有效地改进胰岛素对抗个别的胰岛素灵敏性和掌握血糖。
✦庇护肠道屏障
肠道屏障是一种抉择性的物理和免疫屏障，可促进营养、水和电解量吸收进进轮回，同时阻遏有害病原体和有毒管腔物量的转移。
如前所述，代谢疾病可能持久存在和加重的病理心理形态之一是肠道稳态失调释放内毒素，形成肠道渗漏，从而在宿主中诱发慢性低度炎症形态。
饮食和运动能够调剂参与庇护上皮膜完全性的密切毗连卵白的表达，从而改进肠道通透性并降低慢性病风险。
从肠道微生物的角度来看，体育磨练和饮食相连系能够缓和肠道屏障功用障碍，连结粘液厚度和肠道通透性。
✦影响代谢物的操纵
饮食和运动的连系也会影响肠道微生物若何操纵和合成代谢物。
肠道微生物和响应的代谢物以差别的体例与宿主协同感化，影响肠道稳态并为代谢性疾病供给庇护性干涉。详细而言，短链脂肪酸是微生物发酵或肠道中炊事多糖转化的次要末产品之一。而运动是短链脂肪酸的有效调剂剂，对丁酸盐浓度具有特殊影响。
短链脂肪酸是肠上皮细胞的次要能量来源，参与庇护肠粘膜完全性，改进糖脂代谢，掌握能量消耗，调剂免疫系统和炎症反响。在动物模子中，填补短链脂肪酸已被证明能够通过增加能量消耗和葡萄糖耐量来改进代谢，而且可能有助于延迟或减轻糖尿病并招致体重减轻。
益生菌、益生元
益生菌、益生元等已被提议做为预防代谢性疾病的有效手段。
益生菌、益生元等对代谢性疾病的感化
Li HY, et al.Nutrients.2021
✦调剂肠道菌群
含有Bifidobacterium lactis LMG P-28149和Lactobacillus rhamnosus LMG S-28148的益生菌混合物能够调剂瘦削相关肠道菌群的构成，恢复嗜黏卵白阿克曼菌(Akkermansia muciniphila）和Rikenellaceae的品貌，同时降低乳杆菌科的品貌。
✦改进代谢功用、减轻炎症
肠道微生物群被认为是瘦削和2型糖尿病代谢炎症的触发因素，罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)的给药能够通过按捺有害细菌（如小肠结肠炎耶尔森氏菌）的生长和改进TLR1-中的连四硫酸盐代谢来改进代谢功用有肠道炎症的缺陷小鼠。
此外，摄进干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)可通过削减厚壁菌门和拟杆菌门来预防围产期大鼠代谢相关性高血压比率和血管严重素转换酶 (ACE) 的表达，同时增加阿克曼菌和乳杆菌的品貌。
✦合生元有效改进瘦削
合生元被认为是预防瘦削的新范畴，与零丁的益生菌比拟，omega-3脂肪酸与含有双歧杆菌、乳杆菌、乳球菌和丙酸杆菌的活益生菌混合物展现出更显著的肝脂肪变性和脂量积存削减。
此外，连系地衣芽孢杆菌和低聚木糖的口服填补剂能够更有效地改进瘦削大鼠的体重增加和脂量代谢，同时降低脱硫弧菌科和瘤胃球菌科的品貌。
Lactobacillus plantarum PMO 08与奇亚籽的混合物展现出对瘦削小鼠的协同抗瘦削感化，并为动物乳杆菌的生长创造了更有利的肠道微情况。
小结
益生菌（如双歧杆菌和乳酸杆菌）、益生元（如菊粉低聚果糖和其他多糖）、合生元（由益生菌菌株和益生元食物构成）等的干涉能够使对代谢功用有重要影响。
次要通过调剂肠道菌群构成、调剂肠道微生物代谢物、改进肠道屏障功用那三个机造。
05
结语和将来展看
安康的饮食与体育磨练相连系，可促进有益代谢物的产生并缓和肠屏障功用障碍，从而庇护宿主免受进侵微生物的损害，有助于庇护体内平衡和预防代谢性疾病。
然而，固然传统上那两种干涉办法都被承受和施行，但很少有深进研究存眷基于微生物群的战略。还需要更多的研究来确定肠道微生物能否能够做为对饮食和运动干涉做出反响的代谢疾病的重要揣测因子。
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