Science：工业化社会或会让人类失去健康的肠道微生物

罗安林 · 2024-3-23 10:09:27

人群抽样结果表明，在人类狩猎采集社会和农村人类社会中，瘤胃球菌属确实是人类肠道微生物组的强大组成部分，但在工业化社会的人类样本中，瘤胃球菌属很少或者会发生缺失。

我们每个人都知道纤维是健康的，而且还是日常饮食的重要组成部分，那么到底什么是纤维？为何其对于机体是健康的？

纤维实际上就是一种纤维素（cellulose），即一种组成植物的粘稠物质，叶子、茎、根和树干都是由纤维素组成的，纤维素最纯净的形式是较长的白色棉纤维，膳食纤维则来自于蔬菜或全谷类食物。

为何纤维是健康的？其能帮助维持机体肠道菌群平衡，纤维是天然食物链的起点，其开始于能消化纤维素的细菌，能为机体其余的微生物提供平衡的饮食，但我们在工业化社会中的饮食习惯或许与古代人类的饮食习惯相差甚远。

近日，一篇发表在国际杂志Science上题为“Cryptic diversity of cellulose-degrading gut bacteria in industrialized humans”的研究报告中，来自以色列本-古里安大学等机构的科学家们通过研究发现，工业化社会或许正在让我们失去健康的肠道微生物，其会明显影响机体的肠道菌群，因为研究结果显示，降解纤维素的细菌正在从人类机体的肠道微生物组组消失。

研究者Sarah Morais说道，在整个人类进化过程中，纤维一直是人类饮食的主要组成部分，其同时也是灵长类祖先饮食的主要成分，能维持机体肠道菌群的健康。文章中，我们识别出了人类肠道微生物组的重要新成员，即一种名为的瘤胃球菌属（Ruminococcus）的纤维素降解细菌，这些细菌能通过产生称之为纤维素体（cellulosomes）的大而高度特异化的细胞外蛋白复合体，从而来降解纤维素。降解纤维素并不是一件容易得事情，很少有细菌能完成这项任务，纤维素因其不溶性很难被消化，肠道中的纤维就好像游泳池中的树干一样，其会被变湿但不会被溶解。

工业化社会或会让人类失去健康的肠道微生物

图片来源：Science (2024). DOI:10.1126/science.adj9223

纤维素体会被细菌改造，附着在纤维素纤维上并将其剥离，就好像绳子上的单线一样；随后纤维素酶能将单个的纤维线分解成为更短的具有可溶性的链，其不仅能被瘤胃球菌所消化，还能被肠道微生物组的很多其它成员消化。研究者Bayer说道，最重要的是，纤维素体能将纤维转化为糖，从而为微生物社区提供食物，而这也是一项令人敬畏的壮举。

纤维素体的产生能促使瘤胃球菌处于纤维素降解级联的顶端，从而就能为健康的肠道微生物组提供食物，但最新研究证据表明，瘤胃球菌的进化比较复杂，而西方文化正在对我们的微生物组产生一定的影响。

研究者解释道，这些生产纤维素体的细菌已经存在很长一段时间了，其祖先是牛和羊瘤胃微生物组的重要成员，瘤胃是牛、羊和鹿的特殊胃部器官，这些动物所吃的草（纤维）能被包括瘤胃球菌在内的纤维素降解微生物转化为有用的食物；研究人员惊讶地发现，人类机体中产生纤维素体的细菌似乎在进化过程中也会改变宿主，因为来自人类的菌株与来自牲畜的菌株之间的关系要比来自我们灵长类祖先机体的菌株更加密切，也就是说，人类似乎从早期驯化的牲畜中获得了健康肠道微生物组的重要组成部分。

人群抽样结果表明，在人类狩猎采集社会和农村人类社会中，瘤胃球菌属确实是人类肠道微生物组的强大组成部分，但在工业化社会的人类样本中，瘤胃球菌属很少或者会发生缺失。研究者William Martin表示，20万年前我们在非洲的祖先并不会在汽车外卖店购买午餐，也不会食用快餐，而如今在西方社会中，这种情况的确会大规模地发生。

在远离生产食物的农场的工业化社会，人群的饮食正在发生改变，研究人员总结道，这种从富含纤维的食物转变过来的现象或许就解释了为何机体微生物组失去了重要的降解纤维素的微生物，最后研究者提醒道，多吃膳食纤维对于机体健康是有一定好处的。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

SARAH MORAÏS,SARAH WINKLER,ALVAH ZOREA, et al. Cryptic diversity of cellulose-degrading gut bacteria in industrialized humans, Science (2024). DOI:10.1126/science.adj9223

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