最近在生物医学杂志上发表了一篇评论性文章，科学家们详细概述了肠道微生物群的个体间差异及其与饮食和健康的关系。
人类肠道微生物群
人类肠道微生物群是指各种微生物的集合，包括细菌、真菌、古菌和病毒。不需要氧气生长和存活的厌氧生物构成了肠道中最大的微生物生物群。
一些微生物在健康人的肠道中占优势并广泛分布，但每个个体之间通常观察到的肠道微生物群的组成和多样性存在相当大的差异。肠道微生物群产生许多初级和次级代谢物，这些代谢物在维持体内平衡方面起着至关重要的作用，如短链脂肪酸(SCFAs)。
饮食被认为是调节肠道微生物群组成和活动的重要驱动因素，而肠道微生物群的组成和活动又与正面和负面的健康影响相关。肠道微生物群落的失衡，也称为肠道生态失调，已知与一系列疾病有关，包括代谢性疾病和结肠直肠癌。
饮食、肠道微生物群和健康之间的关系
膳食中的大量营养素和微量营养素在形成人体肠道微生物群的组成和功能方面发挥着重要作用。饮食对肠道微生物群的影响从出生就开始了。在母乳喂养的婴儿中，肠道微生物群主要由双歧杆菌组成，这主要是利用不易消化的人乳低聚糖所必需的。相比之下，配方奶粉喂养的婴儿表现出更复杂的类似成人的肠道微生物群组成。
婴儿摄入固体食物导致专性厌氧菌群的扩张，这些细菌能够代谢更复杂的多糖。饮食改变了肠道微生物群落代谢产物的产生。居住在农村地区的人通常表现出较高的SCFAs水平，这可能是由于膳食纤维的消费量较高。
肠道微生物群落从逃避宿主酶消化的饮食化合物中获得能量，如抗性淀粉、非淀粉多糖、低聚糖和蛋白质。
抗性淀粉是由肠道微生物群降解的主要膳食多糖。含有复杂胞外淀粉降解结构(淀粉体)的细菌群体能够降解宿主酶不易消化的抗性淀粉。
被肠道微生物群降解的第二种主要膳食多糖是非淀粉多糖，如纤维素、果胶和菊粉（cellulose, pectin, and inulin）。菊粉和低聚糖主要被厌氧生物用来支持生长。这些化合物也被当作益生元来促进双歧杆菌群落。
关于膳食脂肪，只有7%的摄入量到达大肠用于肠道微生物群。膳食脂肪可以通过多种方式影响肠道微生物群的组成，如减少微生物多样性和增加胆汁酸分泌。已知含有高水平饱和脂肪的饮食会损害免疫功能，诱发炎症，破坏肠道屏障的完整性，并引发系统性疾病。
膳食蛋白质被宿主和来自细菌的蛋白酶和肽酶降解产生肽和氨基酸。根据摄入量的不同，每天约有3-18克膳食蛋白质到达大肠，供微生物群使用。从膳食蛋白质中产生的肽和氨基酸或者直接结合到微生物蛋白质中，或者发酵为微生物群提供能量。
氨基酸的发酵导致产生氨、主要是SCFAs和支链脂肪酸(BCFAs)，它们通常被用作蛋白质发酵的粪便标记。此外，芳香族氨基酸的细菌脱氨作用导致产生各种酚类化合物。
众所周知，高蛋白饮食的会导致增加许多健康问题，包括炎症性疾病和某些类型的癌症。过度的高脂肪和高蛋白饮食会增加细菌毒性代谢物，这些代谢物与许多健康状况有关，包括偏头痛、过敏综合征、门静脉系统脑病和结直肠癌。
饮食、肠道菌群和免疫系统之间的关系
免疫系统在调节饮食、肠道微生物群和健康之间的相互影响上发挥着重要作用。存在于肠道中的厌氧微生物群落发酵膳食碳水化合物和蛋白质以形成SCFAs和许多其他分解产物，随后结合存在于肠道上皮细胞和调节细胞上的G蛋白偶联受体T细胞，导致效应T细胞反应的抑制。
肠道微生物群发酵膳食纤维产生SCFA丁酸盐，这对维持调节性T细胞功能起着至关重要的作用。这些免疫细胞增加了T细胞产生的抗炎细胞因子，这是针对来自食物和共生细菌的共同抗原的免疫激活所需要的。
来自肠道微生物产生的SCFAs增加了宿主对病原体的免疫反应。特别是，SCFAs通过增加肠巨噬细胞持续清除病原体的能力来防止病原体的定居。
除了SCFAs，来自肠道微生物群的其他代谢物还可以以多种方式影响宿主免疫系统，例如扩大小肠中的调节性T细胞和预防肠道炎症。
Journal reference:
Duncan SH. 2023. Links between Diet, Intestinal Anaerobes, Microbial Metabolites and Health. Biomedicines. https://www.mdpi.com/2227-9059/11/5/1338
