今天最新一期《科學》雜志刊登了中國科學家的一項重量級研究：上海交通大學趙立平教授、彭永德教授、以及張晨虹教授組成的團隊證實膳食纖維有助于促進腸道內益生菌的生長，從而有效控制糖尿病！這一發現對糖尿病的預防和治療具有重要的指導意義。

喜歡這個科研“全華班”！(資料來源：《科學》)

許多人都知道膳食纖維對健康有益，但它并不能被人體直接消化和吸收。因此，關于膳食纖維是如何促進人體健康的，仍有許多未解之謎。在現有的許多理論中，許多科學家都將膳食纖維與腸道菌群聯系起來。有研究表明，不能被人類消化的膳食纖維可能是腸道菌群的重要食物。腸道菌群消化這些膳食纖維后，可以產生短鏈脂肪酸，給人體帶來益處。

有趣的是，短鏈脂肪酸在糖尿病中也起著重要作用。科學家發現，這些脂肪酸的缺乏與二型糖尿病有關，攝入可被腸道菌群發酵消化的膳食纖維可以緩解二型糖尿病癥狀。種種結果表明，膳食纖維可以通過腸道菌群，改善糖尿病患者的病情。

但是，要證明這個理論的正確性，我們還缺少找到這些腸道細菌的關鍵環節——。聽起來容易做起來難。在人體腸道中，至少有上百種細菌可以消化膳食纖維，產生短鏈脂肪酸。為了更好地了解其背后的機制，我們還需要“找出”真正參與其中的益生菌。

在這項從0755到79000的研究中，研究人員首先招募了43名糖尿病志愿者，他們都接受了淀粉酶抑制劑羅布麻糖的治療，以控制疾病。在治療的同時，16例患者給予中國糖尿病協會推薦的日常飲食作為對照組。另外27名患者接受高膳食纖維飲食。在幾個月的堅持下，相比對照組，高膳食纖維組的糖化血紅蛋白（HbA1c）有著更為明顯的下降。這一結果再次證實了膳食纖維有助于緩解糖尿病的癥狀。

與對照組(U)相比，高膳食纖維組(W)能更好地降低糖化血紅蛋白水平(圖片來源：《科學》)

那么，這種改善是否涉及腸道菌群的參與呢？研究團隊設計了一個精妙的實驗。他們分離出同一患者接受高膳食纖維飲食前后的腸道菌群，移植到無菌小鼠體內。有趣的是，采用高膳食纖維飲食后，患者的腸道菌群可以更好地控制小鼠的血糖。這些結果還表明，膳食纖維確實改善了患者的腸道菌群。

接受高膳食纖維(藍色虛線)后，腸道菌群可改善血糖水平(圖片來源：《科學》)

對腸道菌群的進一步分析表明，高膳食纖維組的菌群基因豐富度顯著高于對照組。在完成治療后，兩組之間的菌群結構出現了顯著不同。相應的，兩組短鏈脂肪酸的合成也有差異。在對照組中，只有乙酸合成途徑被激活；在高膳食纖維組，乙酸和丁酸的合成途徑被激活。之前發現乙酸和丁酸可以增加胰高血糖素樣肽（GLP-1）和YY肽（PYY）的分泌，這有助于促進胰島素分泌，改善糖尿病的癥狀。

經過不到3個月的治療，高膳食纖維組(藍色)和對照組(紅色)的腸道菌群結構發生了顯著變化(來源：《科學》)

如果以上研究將膳食纖維與腸道菌群聯系起來，進而與糖尿病的改善聯系起來，那么接下來的發現可謂是研究中的點睛之筆！為了找出哪些細菌在這其中起了關鍵作用，研究人員做了大量的分析，發現在高膳食纖維的作用下，腸道中有15個菌株明顯增多。有趣的是，這15株菌都能產乙酸，其中5株還能產丁酸。

15株在膳食纖維的作用下明顯增多(圖片來源：《科學》)

在這些菌株中，研究人員選擇了合成短鏈脂肪酸最活躍的假雙歧桿菌進行驗證。當這款菌株被引入高脂飲食的小鼠體內后，顯著改善了體重、體脂、空腹血糖、以及胰島素耐受等指標。這也證實了腸道菌群與糖尿病改善之間的因果關系。

此外，研究人員還表明，這些菌株的生長可以抑制“有害細菌”的擴增，從而減少有害代謝物的生成；隨著乙酸和丁酸的不斷產生，腸道pH值也隨之降低。因此，我們的腸道環境變得更加健康。

趙黎平教授為學界讀者點評：“這項工作找到了一組通過發酵膳食纖維產生短鏈脂肪酸，進而改善糖尿病的人體腸道有益菌，可以作為新型靶標進行糖尿病的個性化營養防治。”

按照趙黎平教授的說法，這部作品是“十年磨一劍，滴水終石穿”的結晶。同樣明顯的是，在前沿科學領域進行探索是很難的。我們祝賀趙黎平教授、彭永德教授和張教授的堅持，我們期待著未來中國更多的科學突破給我們帶來驚喜！

參考資料：

[1]膳食纖維選擇性促進腸道細菌緩解二型糖尿病

【2】趙麗萍《科學》亮劍：用膳食纖維“抓”出15株緩解糖尿病的細菌！3354“暖心先生”微信微信官方賬號