抗性淀粉是一種益生元纖維，由腸道微生物群發(fā)酵，對宿主生理機(jī)能帶來益處?！?strong>Nature Metabolism》雜志上的一項(xiàng)臨床試驗(yàn)表明，體重超標(biāo)的人服用抗性淀粉后體重減輕。

微生物群已被證明在調(diào)節(jié)宿主代謝、脂肪儲存和胰島素敏感性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。益生元是微生物群選擇性使用的底物，可為宿主提供健康益處；它們通常是我們飲食中或以純化形式提供的纖維類型。最近的研究表明，含有益生元的針對微生物群的飲食可以對宿主的免疫和代謝狀態(tài)產(chǎn)生有益的影響。然而，同一群體內(nèi)對益生元干預(yù)的反應(yīng)通常是異質(zhì)的，這使得很難先驗(yàn)地預(yù)測微生物組組成的變化。需要進(jìn)一步的人體研究來檢查特定益生元纖維對微生物群和宿主代謝的影響。用特定的益生元針對微生物群作為調(diào)節(jié)宿主代謝的手段可能是一種強(qiáng)大的治療方法，但幾個(gè)關(guān)鍵方面仍有待澄清，包括哪些單獨(dú)的纖維類型促進(jìn)代謝健康以及纖維的健康促進(jìn)作用在多大程度上依賴于特定纖維降解細(xì)菌的存在和比例。

抗性淀粉是一種益生元淀粉，存在于各種食物（如面包、玉米和土豆）中，不能被人類淀粉酶降解，而是由腸道微生物群發(fā)酵。重要的是，只有腸道微生物群的特定成員才能直接代謝抗性淀粉。這組“初級降解菌”包括布氏瘤胃球菌和雙歧桿菌屬的成員。初級降解者代謝的代謝產(chǎn)物包括單糖和有機(jī)酸，“二級發(fā)酵者”可以進(jìn)一步使用它們來生產(chǎn)短鏈脂肪酸，例如有益的代謝物丁酸鹽。先前的工作表明，丁酸鹽的產(chǎn)生與初級降解者的豐度相關(guān)，這表明微生物淀粉降解的能力是丁酸鹽生產(chǎn)的限速步驟。

在這項(xiàng)研究中，研究人員介紹了一項(xiàng)隨機(jī)交叉試驗(yàn)的結(jié)果，該試驗(yàn)在一個(gè)隊(duì)列中比較了每天40克2型抗性玉米淀粉 (RS2) 的消耗量與每天40克對照淀粉的消耗量37名超重或肥胖個(gè)體（圖1）。在20周的過程中（每種淀粉攝入8周，4周沖洗），收集糞便以評估微生物組，并收集血液以檢查研究參與者的代謝組。還進(jìn)行了人體測量和基于MRI的測量。通過提供等熱量背景飲食（每天提供三餐），作者確保除了纖維含量外，宏量營養(yǎng)素和熱量也得到嚴(yán)格控制。這是本研究的一個(gè)重要方面，因?yàn)榭刂莆桂B(yǎng)和依從性監(jiān)測最大限度地減少了影響微生物組和代謝表型的其他因素。

圖1|利用2型抗性淀粉益生元纖維促進(jìn)減肥37名超重個(gè)體參加了一項(xiàng)隨機(jī)交叉試驗(yàn)，其中一個(gè)治療組在8周內(nèi)每天消耗40克益生元抗性淀粉；另一個(gè)治療組消耗非益生元對照淀粉。經(jīng)過4周的清洗期后，參與者更換了淀粉?？剐缘矸壑委熆山档腕w重、降低內(nèi)臟脂肪量并增加糞便脂質(zhì)含量

作者發(fā)現(xiàn)，食用RS2后，參與者顯著減輕了體重（約2.5公斤）和脂肪量，并且胰島素敏感性增加，炎癥標(biāo)志物（TNF和IL-1β）減少。為了響應(yīng)RS2干預(yù)，抗性淀粉的兩種關(guān)鍵主要降解菌（布氏瘤胃球菌和青春雙歧桿菌）按比例擴(kuò)大，并且參與者血液中微生物產(chǎn)生的次級膽汁酸甘脫氧膽酸 (GDCA) 增加，這表明抗性淀粉的作用抗性淀粉通過腸道微生物群調(diào)節(jié)膽汁酸池。盡管次級膽汁酸在肥胖中的作用是一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域，但據(jù)報(bào)道，GDCA在減肥手術(shù)后會增加并促進(jìn)胰島素敏感性。

為了進(jìn)一步研究減肥機(jī)制，作者利用小鼠模型，將研究的對照階段或抗性淀粉階段的供體的糞便微生物群移植到給予廣譜抗生素的傳統(tǒng)小鼠中。與在對照階段接受參與者糞便的小鼠相比，在抗性淀粉飲食階段接受參與者糞便微生物群的小鼠體重增加較慢，這表明至少一些觀察到的影響是由于微生物群的變化造成的。當(dāng)給無菌小鼠（沒有微生物群）服用抗性淀粉時(shí)，與對照淀粉相比，抗性淀粉沒有任何有益作用；然而，當(dāng)給小鼠服用抗性淀粉細(xì)菌青春雙歧桿菌時(shí)，它們的代謝結(jié)果得到了改善，屏障功能也得到了改善。

作者進(jìn)一步研究了抗性淀粉喂養(yǎng)期間的體重減輕，發(fā)現(xiàn)人類和小鼠的糞便脂質(zhì)水平升高。血管生成素樣4 (ANGPTL4) 是一種腸道脂肪酶抑制劑，受微生物代謝物動態(tài)調(diào)節(jié)，在抗性淀粉干預(yù)期間血清中升高，并被認(rèn)為介導(dǎo)觀察到的糞便中脂肪減少。已知ANGPTL4會響應(yīng)丁酸而增加，丁酸是產(chǎn)丁酸毛螺菌科或真細(xì)菌科二次抗性淀粉發(fā)酵的關(guān)鍵代謝物。然而，服用抗性淀粉的參與者的二次發(fā)酵菌或丁酸鹽水平并未升高。無菌小鼠中青春雙歧桿菌的單定殖升高了腸道ANGPTL4，這表明青春雙歧桿菌與宿主代謝之間存在直接聯(lián)系，且不依賴于二次抗性淀粉發(fā)酵為丁酸鹽。展望未來，在具有復(fù)雜群落的臨床前動物模型中研究抗性淀粉喂養(yǎng)的影響非常重要，以澄清初級和次級抗性淀粉發(fā)酵過程中產(chǎn)生的微生物代謝物及其對宿主代謝和炎癥的影響（特別是，他們提高ANGPTL4 水平的能力）。

該研究中的一個(gè)重要觀察結(jié)果是，首先接受抗性淀粉干預(yù)的參與者在清除階段體重迅速恢復(fù)。幾乎所有減肥方法都面臨著停止后體重反彈的挑戰(zhàn)，而這種治療后體重增加可能部分是由微生物組的變化介導(dǎo)的。這表明某些益生元的有益作用取決于它們的持續(xù)攝入。

之前的幾項(xiàng)針對代謝綜合征患者的抗性淀粉飲食干預(yù)試驗(yàn)在一定程度上改善了代謝功能，例如胰島素敏感性增加；然而，很少有人觀察到體重減輕。之前的一項(xiàng)研究在4型抗性淀粉干預(yù)期間檢查了微生物群，發(fā)現(xiàn)糞便中的丁酸鹽水平增加，而本研究中沒有發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)；然而，與本研究類似，糞便異丁酸減少了。需要進(jìn)一步進(jìn)行抗性淀粉治療的人體臨床試驗(yàn)，以填補(bǔ)我們的知識空白。這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，青春期雙歧桿菌基線豐度越高，抗性淀粉干預(yù)期間脂肪減少量越大，ANGPTL4水平越高。未來的試驗(yàn)應(yīng)探索抗性淀粉的有益作用，以及特定的微生物組結(jié)構(gòu)如何影響治療結(jié)果，特別是初級和次級抗性淀粉降解菌的豐度?？剐缘矸塾兴姆N類型，評估各種類型和來源的抗性淀粉作為益生元補(bǔ)充劑的能力非常重要。

為了開發(fā)有效的微生物組靶向療法，確定具體的飲食干預(yù)措施和最大化有益結(jié)果所需的細(xì)菌至關(guān)重要。有可能根本不存在代謝益生元補(bǔ)充劑所需的細(xì)菌菌株。膳食纖維和已知利用的細(xì)菌的特定組合，它們一起被稱為合生元，它們很可能成為治療代謝疾病的有力工具。因此，除了青春雙歧桿菌之外，抗性淀粉作為合生治療劑的試驗(yàn)將是增強(qiáng)本研究中觀察到的抗性淀粉益處的潛在下一步。

隨著工業(yè)化環(huán)境中肥胖和代謝疾病發(fā)病率的持續(xù)上升，纖維的平均攝入量大幅下降。為了應(yīng)對這種改變的生態(tài)系統(tǒng)，工業(yè)化環(huán)境中存在的人類腸道微生物組現(xiàn)在可能缺乏最佳降解纖維以獲得最大健康益處的能力。一個(gè)有趣的假設(shè)是，益生元補(bǔ)充劑和膳食纖維的健康促進(jìn)作用可以通過使用下一代纖維降解合生元恢復(fù)微生物群來增強(qiáng)微生物群的纖維降解能力來提高。諸如此類的研究證明了針對代謝疾病的微生物靶向療法的明顯效用，并暗示了優(yōu)化的微生物療法為未來帶來的希望。

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