科罗拉多州基斯顿—您的肠道是持续不断的地盘战的场所。数以百计的细菌物种——以及真菌、古细菌和病毒——每天都在战斗，争夺资源。一些公司提倡摄入更多益生菌，即活的有益细菌，以改善我们肠道中的微生物群落，但越来越多的研究支持这样一种观点，即最有效的方法可能是更好地喂养我们已经拥有的良好细菌。它们的首选食物？纤维。
长期以来，纤维一直与更好的健康状况有关，但新的研究表明，肠道微生物群可能在这种模式中发挥作用。一项调查发现，在饮食中添加更多纤维可以引发从与肥胖相关的微生物特征向与精瘦体格相关的微生物特征的转变。另一项最新研究表明，当微生物缺乏纤维时，它们可能会开始以肠道保护性粘液层为食，可能引发炎症和疾病。
“饮食是我们改变微生物群的最强大工具之一，”斯坦福大学的生物学家贾斯汀·索嫩伯格在本月早些时候在基斯顿研讨会关于肠道微生物群的会议上说。“膳食纤维和微生物群的多样性相互补充，以获得更好的健康结果。” 特别是，有益微生物以可发酵纤维为食——这些纤维可以来自各种蔬菜、全谷物和其他食物——这些纤维在向下消化道移动时能抵抗人体酶的消化。这些纤维相对完整地到达大肠，准备被我们大量的微生物吞噬。微生物可以为我们提取纤维的额外能量、营养素、维生素和其他化合物。从纤维中获得的短链脂肪酸尤其令人关注，因为它们与改善的免疫功能、减少的炎症和预防肥胖有关。
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然而，按照历史标准，今天的西方饮食纤维含量极低。索嫩伯格指出，它每天大约含有15克纤维。在我们作为狩猎采集者的早期历史的大部分时间里，我们每天可能摄入接近10倍的纤维。“想象一下这对我们微生物群在进化过程中产生的影响，”他说。
你的细菌就是你吃的东西
然而，新的研究表明，并非所有有益纤维都需要来自我们祖先觅食的根和粗粮。凯利·斯旺森，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的比较营养学教授，及其团队发现，仅仅在受试者的日常饮食中添加纤维丰富的零食棒就可以在几周内改变微生物特征。在一项针对21名健康成年人的小型研究中，这些成年人的平均美国纤维摄入量为每天一根纤维零食棒（含有21克纤维），持续三周，与研究前或食用无纤维零食棒三周后相比，显著增加了拟杆菌属细菌的数量，并减少了厚壁菌门细菌的数量。这种比例——拟杆菌门多于厚壁菌门——与较低的BMI相关。这些发现发表在1月份的《美国临床营养杂志》上。
“我们一直都知道，如果你吃大量纤维，你就会减肥，”斯旺森说。他和最近的其他研究表明，我们的肠道微生物群在这种关系中起着关键作用。除了识别细菌群外，基因组扫描还揭示了肠道微生物中活跃基因的转移模式。随着纤维消耗量的增加，与蛋白质代谢相关的基因活性下降，研究人员希望这一发现将帮助他们理解饮食和体重减轻的复杂难题。“我们越来越接近真正的因果关系，”斯旺森说。
喂养微生物，这样它们就不会以你为食
当肠道微生物缺乏可发酵纤维时，一些微生物会死亡。然而，其他微生物能够转向肠道中的另一种食物来源：粘液层，它有助于保持肠壁完整且免受感染。
在最近于基斯顿会议上发表的一项研究中，密歇根大学医学院的埃里克·马滕斯、博士后研究员马赫什·德赛及其同事发现，这种燃料转换对啮齿动物产生了惊人的后果。一组喂食高纤维饮食的小鼠具有健康的肠道内壁，但对于喂食无纤维饮食的小鼠，“粘液层显著减少了，”他在会议上解释说。这种转变有时可能会产生严重的健康后果。瑞典团队的一项研究，去年发表在《肠道》杂志上，表明细菌穿透粘液层与溃疡性结肠炎（一种痛苦的慢性肠道疾病）之间存在联系。
第三组小鼠交替接受高纤维食物和无纤维食物——“就像如果我们有一天表现不好吃麦当劳，第二天吃全谷物一样，”马滕斯开玩笑说。即使是兼职高纤维饮食也不足以保持肠道健康：这些小鼠的粘液层厚度约为持续高纤维饮食小鼠的一半。他说，如果我们能将这些结果推广到人类，“它告诉我们，即使每隔一天吃全纤维食物仍然不足以保护你。你需要每天吃高纤维饮食才能保持肠道健康。” 同样，斯旺森的研究小组发现，一旦高纤维零食棒停止食用，其成年受试者的肠道微生物群就会恢复到最初的特征。
马滕斯及其同事还观察到，持续高纤维饮食的小鼠比无纤维饮食的小鼠消耗更少的热量，并且更苗条，这表明纤维以多种方式有益于身体。“像这样的研究很棒，因为它正在深入研究解释纤维为何有益的机制，”斯旺森说。
正如所有这些工作所强调的那样，肠道微生物群具有极强的可塑性。贾斯汀·索嫩伯格和埃丽卡·索嫩伯格在2014年11月发表在《细胞代谢》杂志上的一篇文章中写道，这种快速的、受饮食影响的变化可能在我们的进化过程中对我们很有帮助，其变化速度快于我们自身的生理机能。“在将我们部分消化和卡路里获取委托给我们的肠道居民后，我们生物学中的微生物部分可以轻松适应可用食物的日常或季节性变化，”他们指出。新的研究继续表明，饮食引起的微生物变化“在短时间内基本上是可逆的”。但问题仍然是，长期低纤维摄入——在一生或几代人的时间里——可能会如何永久性地改变我们的肠道和我们的健康。