不同的环境因素可能会影响人体肠道微生物群的变异。虽然饮食对一个人的肠道微生物群变化有很大的影响,在人口水平在美国,饮食对肠道微生物群变化的影响很小。虽然我们的肠道菌群可能有助于个体间的差异,以响应饮食,密切监测饮食的时间变化如何改变肠道菌群组成和种群水平的稳定性,尚未探索。

一个新的学习为首的Dan Knights博士来自美国明尼苏达大学的研究人员发现肠道微生物对特定食物的反应比对营养组合的反应更大,而且微生物对饮食的反应是个性化的

研究人员连续17天研究了34名受试者习惯性饮食对肠道微生物群的影响。每天分别通过鸟枪宏基因组测序和每日24小时饮食记录对粪便微生物组和参与者的饮食进行取样。

尽管肠道微生物种类的相对丰度在个体内部和个体之间表现出高度差异,功能特征在个体中趋于稳定。相反,与应激反应、硝酸盐转化为氮和甲酸转化为甲烷相关的一组特定功能显示出个体间的高变异性,这与营养和食物摄入量无关。

虽然食物分组显示的饮食摄入量在个体之间显示出高度的可变性,但在整个研究期间,每个受试者的宏观和微量营养素谱的数量保持稳定。这些发现使得研究人员可以假设,观察到的微生物组成和代谢的变化可以用特定微生物可接触的碳水化合物和非营养化合物的影响来解释,这些物质不能用传统的营养数据库进行描述。

为了更好地描述营养成分对肠道微生物群的影响,Johnson及其同事使用了一种基于树的饮食分析方法,该方法是从食物和营养数据库中构建的,用于饮食研究,并使用系统发育方法来比较微生物群落。

这是一种灵活的工具,用于探索人们为获取特定营养而食用的独特食物的多样性。以纤维为例,研究它如何根据食物来源影响肠道微生物群是相关的,因为肠道微生物群的不同代谢能力取决于纤维类型。

研究人员发现,在富含纤维的食物组中,来自类似食物的水果纤维和谷物纤维会导致参与者的肠道微生物群更加相似。就像在前期研究,这些发现强调了分别评估不同食物组中纤维类型对微生物多样性影响的重要性。

另一方面,肠道微生物组对饮食的反应是个性化的,因为相同的食物对人的肠道微生物群有不同的影响. 考虑到至少2天的饮食记录,每日饮食与肠道微生物组的相关性有所改善。

个性化饮食与微生物群关联的证据是,九种食物(包括鸡蛋、脂肪、蔬菜、水果、谷物、豆类、肉类、牛奶、糖果和饮料)与肠道细菌的家族和物种水平在个体之间存在差异。这意味着肠道微生物对同一食物组的反应不同,而一些食物种类的相关性在参与者中是共享的。

饮食模式和细菌种类的个性化也得到了参与者近期饮食史和当前微生物组数据的支持,这些数据能够预测第二天肠道微生物组的变化。这与只考虑肠道微生物组数据、与参与者的饮食或其他受试者的饮食特征相关的临时数据形成了对比。

总的来说,这些发现解释了为什么在人群层面的研究中,饮食对肠道微生物群的变化有很小的影响,即使在饮食模式不同的人群之间也是如此

Johnson和他的同事还研究了稳定饮食(在本例中是代餐饮料)对两名受试者肠道微生物群变化的影响。人们发现单调(稳定)的饮食-即使比较周末饮食和工作日饮食-与其他研究参与者报告的肠道微生物群组成变化相似. 这些结果表明,饮食多样性可能并不总是肠道微生物多样性的驱动因素。

总的来说,这项研究表明,食物组而不是特定的营养素是解释不同个体微生物组变化的主要驱动因素。研究人员在讨论中强调,这些发现为通过肠道微生物组预测个性化反应铺平了道路,并随后为每个人量身定制饮食建议。

最近对用于进行精确营养研究的方法讨论微生物组如何在宿主生理上作为饮食的调节者。然而,基础微生物组可能作为饮食如何影响人类健康的一个更稳定的调节剂,这也是合理的。清楚的是,更好地理解饮食和人体肠道微生物群之间的密切双向关系,对于从“一刀切”的饮食方法转变为一种全面的饮食方法至关重要综合和个性化的微生物组治疗方法

有关微生物组在形成人们对饮食反应中的作用的最新阅读,请参见2019年6月发布的以下评论:

参考:

Johnson AJ, Vangay P, al - ghalith GA等。每日取样揭示了人类的个性化饮食微生物群关联细胞宿主细菌. 2019; 25(6):789-802.doi:10.1016/j.chom.2019.05.005