研究人员已经确定了休闲食品原型的成分，这些成分旨在以与健康相关的方式有意改变肠道微生物群。
科学家们在对超重参与者进行的两项试点人体研究中，将动物模型的结果转化为研究结果表明，含有特定纤维类型组合的零食会影响参与纤维成分代谢的微生物组元素。
微生物组的这种变化与血液蛋白质组的变化有关，这些蛋白质是生理学和新陈代谢许多方面的生物标志物和调节剂。 从长远来看，这些血液蛋白质的变化可以改善健康。
该研究的资深作者、该研究的教授兼主任杰弗里·I·戈登 (Jeffrey I. Gordon) 说：“营养不良是世界范围内一个紧迫而复杂的问题，它受到许多因素的影响，包括典型西方饮食中过多的高脂肪和低纤维食物。”华盛顿大学医学院爱迪生基因组科学与系统生物学家庭中心。
“由于零食是西方饮食的一个受欢迎的部分，我们正在努力帮助开发人们喜欢吃的新一代零食配方，这将支持影响健康的许多方面的健康肠道微生物群。”
人类肠道是由数万亿微生物组成的微生物组的家园，其中包含数百万种不同的基因，这些基因执行人类基因组中大约 20,000 个蛋白质编码基因所不具备的功能。 据研究人员称，食物的营养价值部分取决于肠道微生物群对食物进行独特代谢的产物。
Gordon 和他的同事专注于表征哪些食物成分与肠道微生物组的哪些成分相互作用，以及这种相互作用如何塑造人类生物学的不同特征。 其目标是开启营养科学的新时代，从可持续来源生产出价格合理、更有营养的食物，可用于治疗或预防各种形式的营养不良——无论是儿童或成人的营养不良还是肥胖。
美国和其他西方国家消费的高脂肪、低纤维饮食无法支持多样化和健康的肠道微生物群。 此外，饮食中含有 高纤维 内容与降低心血管疾病、2 型糖尿病和肥胖等慢性病风险有关。 然而，膳食纤维由复杂多样的生物分子混合物组成，其中许多生物分子不能自行分解。 这些混合物的性质取决于纤维的来源以及它们在加入食物时的加工方式。
Gordon 团队过去的工作确定了特定的植物纤维，这些纤维可以负担得起，并且可以从可持续来源大量获得——例如来自果皮、外皮和外壳，否则这些纤维将被丢弃——并且提高了某些有益肠道微生物的性能，这些微生物在许多肥胖的成年人食用西方饮食。
在这份新报告中，研究人员分析了参加两项研究的受试者的数据，这些受试者超重或肥胖，并提供模仿典型西方饮食的膳食。 这些饮食补充了三种 含纤维 休闲食品原型。其中一种仅含有从豌豆中提取的纤维。另一种含有豌豆纤维和菊粉（一种存在于许多水果和蔬菜中的纤维，包括小麦、洋葱、香蕉、芦笋、朝鲜蓟和菊苣根）。第三种零食含有豌豆纤维和菊粉以及来自橙子果肉和大麦麸的纤维。这些零食是与全球休闲食品公司 Mondelz International 合作开发的。
在第一项研究中，参与者吃了 10 天高脂肪、低纤维的食物，然后在他们的饮食中添加含有豌豆纤维的零食两周，然后两周，参与者继续吃高脂肪的食物，不含纤维零食的低纤维饮食。 在第二项研究中，使用了类似的设计，但补充的是同时含有豌豆纤维和菊粉的零食，经过一段时间的清洗后，零食含有四种纤维成分：豌豆、菊粉、橙子和大麦麸。
研究人员在研究的各个阶段分析了患者的肠道微生物组以及血液中 1,300 多种蛋白质的水平。 Gordon 和他的同事发现，在试验参与者中对不同零食纤维原型做出反应和处理的微生物组的许多成分与他们在早期使用人类肠道微生物定植的无菌小鼠进行的实验中对相同纤维做出反应的成分相同. 无菌小鼠是在无菌条件下出生和饲养的，因此可以严格控制肠道微生物的性质以进行科学研究。
此外，他们发现，与单纤维或两纤维零食相比，四种不同纤维组合的零食对编码从纤维中提取营养所需的代谢机制的微生物组基因有更广泛的影响。 这些发现验证了使用他们的临床前模型作为加速筛选和选择纤维以纳入食品原型的一种方式。
研究人员开发了数据挖掘方法，使他们能够识别特定微生物组基因组的统计显着变化，并将它们与涉及非常广泛的生理过程的血液蛋白质组的水平变化联系起来，从能量代谢——包括葡萄糖的代谢——免疫反应、凝血和血管功能，以及骨骼和神经细胞生物学。
“即使在这些相对较短的研究中，我们也很高兴看到这些纤维零食对肠道微生物组和人体生理学的影响，”第一作者、进行这项工作的跨学科团队成员 Omar Delannoy-Bruno 说。
“这些试点研究并非旨在测试纤维零食是否会导致体重或心脏代谢健康的常用生物标志物产生显着的长期变化。 因此，必须在更大、更长时间的临床试验中研究这些干预措施的益处，”共同作者、华盛顿大学肠道微生物组和营养研究中心的病理学和免疫学副教授兼执行主任 Michael J. Barratt 说。 “此外，这些小型研究是在严格控制的饮食条件下进行的。 下一步重要的工作将是调查纤维零食对可以像往常一样自由进食的参与者的影响。”
戈登补充说：“通过更好地了解不同类型的影响 纤维 关于微生物组的组成部分，我们希望我们能够提供一种人们想要吃的零食，同时也有助于更健康的饮食，特别是对于那些可能无法获得营养食品的人。”
该研究出现在杂志上 自然.
这项工作的资金来自美国国立卫生研究院 (NIH) 和 Mondel?z International。
Gordon 获得了安捷伦科技公司的思想领袖奖。他还是 Matatu Inc. 的联合创始人，该公司致力于研究饮食与微生物群相互作用在动物健康中的作用。其他作者报告说，他们是 Phenobiome Inc. 的联合创始人，该公司致力于开发用于微生物群落预测表型分析的计算工具，同时也是 Evolve Biosystems、interVenn Bio 和 BCD Bioscience 的联合创始人，这些公司参与聚糖的表征和开发碳水化合物对人类健康的应用。三名合著者是 Mondelz International 的员工。
与本报告中描述的纤维零食配方相关的专利申请已提交并公布。
Sumber: 华盛顿大学在圣路易斯
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