文|推醫(yī)匯
吾日三省吾身：早上吃什么？中午吃什么？晚上吃什么？
一天三頓吃什么是恒久的難題。炸雞配奶茶？烤牛排配果蔬汁？清炒時(shí)蔬配雜糧飯？一千個(gè)人可能會(huì)有一千個(gè)回答。然而，你有沒有想過，“想吃什么”的決定并不完全是你自己做的，而是你被腸道菌群“操控”了！
人體腸道內(nèi)寄生著10萬億個(gè)微生物，我們感受不到它們，卻無時(shí)不刻不受到它們的影響。此前，來自美國新墨西哥大學(xué)的研究者發(fā)現(xiàn)，我們體內(nèi)的腸道菌群在很大一部分決定了我們的食物偏好。腸道菌群出于選擇性的壓力會(huì)操縱宿主的進(jìn)食行為，以增加其生存能力。
數(shù)十年來，科學(xué)家們一直在尋找“腸道菌群對動(dòng)物飲食選擇影響”的直接證據(jù)以及具體機(jī)制，但這個(gè)猜想從未在比果蠅大的動(dòng)物身上實(shí)現(xiàn)過。
4月19日，來自匹茲堡大學(xué)的助理教授Kevin Kohl及其團(tuán)隊(duì)，首次使用哺乳動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，腸道中的微生物群可以影響宿主的飲食選擇行為，并揭示了具體機(jī)制。該研究結(jié)果刊登在PNAS（美國科學(xué)院院報(bào)）上。
為了排除混雜因素的影響，研究者選用無菌小鼠作為實(shí)驗(yàn)對象，并選擇了三種具有不同覓食策略的嚙齒動(dòng)物作為腸道菌群的供體，分別是食肉（蟲）類的南方食蝗鼠，雜食類的白足鼠，食草類的山地田鼠。這三種嚙齒類動(dòng)物均屬于倉鼠科，與實(shí)驗(yàn)小鼠有著同樣的“遠(yuǎn)親”關(guān)系。
研究者將30只雄性無菌實(shí)驗(yàn)鼠隨機(jī)分到食肉組、雜食組與食草組，每組10只，并放置于無菌實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)。為了更好地反映個(gè)體間的自然變化，每個(gè)無菌小鼠的腸道菌群供體均不同。其中，食草組的一只小鼠在接受腸道菌群移植過程中受到了傷害，收集數(shù)據(jù)時(shí)被排除在外，所以食草組共納入9只小鼠的情況。
為了讓無菌小鼠更好地適應(yīng)“新入住”的腸道菌群，每個(gè)小鼠都會(huì)進(jìn)行7天的常規(guī)培養(yǎng)，期間僅提供無菌水和低蛋白比例飲食（LPC，即蛋白質(zhì)：碳水化合物的比例低）。適應(yīng)期間，各組間每日或累計(jì)宏量營養(yǎng)素和食物攝入量沒有差異。
適應(yīng)后，實(shí)驗(yàn)鼠可以自由選擇LPC飲食或者高蛋白比例飲食（HPC，即蛋白質(zhì)：碳水化合物的比例高），培養(yǎng)11天。重要的是，這些飲食的能量密度相同（即每克食物的熱量相同）。
在自主選擇飲食期間，各組間每日及累計(jì)的碳水化合物攝入量存在明顯差異。與雜食組和食肉組相比，食草組會(huì)攝入更少的碳水化合物（F=9.22, P=0.001），這一趨勢在一周后更加明顯。
然而，各組間每日及累計(jì)的蛋白質(zhì)攝入量沒有區(qū)別（F=1.362, P=0.275）。也就是說，由于攝入更少的碳水化合物，食草組飲食中的蛋白質(zhì)與碳水化合物的比例更高，而雜食組和食肉組的小鼠則傾向于選擇低蛋白比例的飲食。
這一現(xiàn)象提示，在有條件的情況下，食草組會(huì)更喜歡高蛋白的食物?！斑@個(gè)結(jié)果與‘氮限制假說’一致，當(dāng)植物中的氮相對稀缺時(shí)，食草動(dòng)物會(huì)去尋找高蛋白的食物來填補(bǔ)氮的需求。有趣的是，產(chǎn)生這樣的行為是因?yàn)槭艿侥c道菌群的影響?！毖芯空呓忉尩?。
也就是說，當(dāng)你突然想來一頓“滿肉全席”的時(shí)候，可能是你的腸道菌群在向你發(fā)號指令，告訴你它們?nèi)币恍┍匾臓I養(yǎng)物質(zhì)了。
那么，腸道菌群是如何實(shí)現(xiàn)對宿主飲食選擇的控制的呢？
研究者發(fā)現(xiàn)，腸道微生物組影響宿主行為的一個(gè)關(guān)鍵機(jī)制是——菌群的色氨酸代謝。
色氨酸，是人體必需氨基酸之一，也是中樞血清素（5-羥色胺，5-HT）合成的主要調(diào)節(jié)分子。色氨酸在進(jìn)入大腦后，會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)檠逅?。此前，一些研究?shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，血清素可以驅(qū)動(dòng)覓食行為和飲食選擇。比如，對下丘腦注射5-羥色胺，小鼠會(huì)顯著減少碳水化合物的攝入。
本實(shí)驗(yàn)中，在適應(yīng)培養(yǎng)期間，三組小鼠攝入的食物完全相同，但是食草組血液中色氨酸的含量明顯更高。也就是說，在食草組小鼠的腸道微生物組中，色氨酸合成基因的豐度更高，它們的腸道菌群能產(chǎn)生更多的色氨酸。
數(shù)據(jù)分析顯示，自主飲食選擇前一天的實(shí)驗(yàn)鼠的血漿色氨酸含量，與自主進(jìn)食期間的碳水化合物攝入量有顯著相關(guān)性，該結(jié)果支持了“菌群色氨酸代謝影響宿主飲食選擇”的假設(shè)。換句話說，由于食草組的腸道菌群能產(chǎn)生更多的色氨酸，給大腦提供更多的血清素，驅(qū)動(dòng)它們減少碳水化合物的攝入，從而影響宿主的食物選擇。
當(dāng)然，本研究的通訊作者Kohl也承認(rèn)，影響人類食物選擇的不僅僅是腸道菌群，前一天吃的東西可能比腸道微生物更能影響對食物的選擇?！斑@項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不能直接套用在人類身上，還有很多沒有考慮到的方面，不過這是一個(gè)值得研究的方向。”
“腸道菌群總在我們不知情的情況下，改變著我們的行為。隨著研究的深入，微生物展現(xiàn)出更多不可思議的能力和作用。不過，這還是個(gè)年輕的領(lǐng)域，還有很多需要探索的地方?！彼^，遇事不決腸道菌群，就是這樣來的吧。
參考文獻(xiàn)
[1]Brian K. Trevelline et al, The gut microbiome influences host diet selection behavior, Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2117537119
[2]https://medicalxpress.com/news/2022-04-food-cravings-gut-responsible.html