日常生活中，我們經(jīng)常聽到這樣的說法：家里孩子老人不喜歡高膳食纖維食物，覺得口感粗糙難以下咽，既費牙又難以消化和吸收，不適合腸胃弱的孩子和老人。醫(yī)生也經(jīng)常會說，多吃一些好消化的東西。

當(dāng)然也有些人知道膳食纖維雖然不易消化，但對胃腸有益，缺了容易便秘，不過沒便秘的問題就不當(dāng)回事了。有些人覺得吃不吃膳食纖維都沒問題，老人孩子實在不喜歡纖維的話吃點益生元/益生菌就行了，那不也是膳食纖維嗎。

事實上，這些想法是不正確的！長期缺乏纖維的飲食不僅僅會擾亂胃腸道蠕動節(jié)律，更大的問題是會削弱腸道屏障功能，降低抗感染能力。

本期食與心將通過6項研究帶大家了解膳食纖維缺乏的飲食是如何削弱腸道免疫能力，增加疾病易感性的。

纖維缺乏飲食導(dǎo)致原本有益的共生細(xì)菌吃掉腸道黏液層

2016年，《Cell》雜志發(fā)表了一項令人震驚的發(fā)現(xiàn)：當(dāng)飲食中缺乏膳食纖維時，腸道中原本與個體共生的一些細(xì)菌由于沒有纖維“吃”時，竟然會吃掉腸道黏液蛋白。實際上除了這一點，該研究還有其它驚人的發(fā)現(xiàn)。

研究者完美地設(shè)計了一個實驗：首先給無菌小鼠定植了14種人類常見共生菌，讓小鼠建立起可追朔的腸道菌群，然后再給與小鼠投喂不同的飲食，觀察不同膳食纖維含量飲食對于小鼠腸道屏障和抗病力的影響。

該研究發(fā)現(xiàn)：

1. 與高纖維飲食相比，無纖維飲食小鼠的黏液層明顯變薄，伴隨而來的是腸道中能降解黏液蛋白的菌更加增殖，以及降解黏液蛋白相關(guān)酶表達(dá)量增加。

2. 當(dāng)小鼠進(jìn)行4天高膳食纖維飲食，然后4天無膳食纖維飲食的交替投喂時，小鼠的結(jié)腸黏液層厚度和糞便細(xì)菌也會出現(xiàn)與結(jié)果1相似的交替變化。甚至是1天高纖維飲食，1天無纖維飲食的交替飲食也會出現(xiàn)相似的黏液層厚度和菌群的波動變化。

3. 益生元不能替代膳食纖維，益生元組小鼠的黏液層厚度雖然略高于無膳食纖維小鼠，但顯著低于高纖維飲食小鼠，并且糞便中降解黏液的細(xì)菌也大量出現(xiàn)，表明這類細(xì)菌在增加。

纖維缺乏飲食導(dǎo)致抗感染能力降低

鼠檸檬酸桿菌（Citrobacter rodentium）是一種嚙齒動物腸道致病菌，研究者常用鼠檸檬酸桿菌感染動物，模擬人腸出血性大腸桿菌感染。這種致病菌大量增殖，穿過黏液層粘附腸上皮細(xì)胞后可誘發(fā)致死性結(jié)腸炎。

當(dāng)研究者用鼠檸檬酸桿菌感染不同飲食類型的小鼠后發(fā)現(xiàn)：正常飲食組的小鼠糞便中鼠檸檬酸桿菌含量顯著低于膳食纖維缺乏組小鼠。

感染10天后，膳食纖維缺乏組小鼠體重減小五分之一以上，最終全體陣亡，而正常飲食組小鼠體重?zé)o明顯變化。解剖發(fā)現(xiàn)，纖維缺乏小鼠的盲腸、直腸和降結(jié)腸均出現(xiàn)80%以上嚴(yán)重感染。

有人質(zhì)疑過：研究用的是攜帶人菌群的小鼠，這種不自然的狀態(tài)能反映真實狀況嗎？

第二波亮點來了！今年，也就是2021年，該研究團(tuán)隊在《GUT MICROBES》發(fā)表了進(jìn)一步的研究。在這項研究中，他們的研究對象是擁有正常小鼠菌群的小鼠，觀察成年小鼠從正常飲食改變?yōu)楦呱攀忱w維飲食或者無膳食纖維飲食后的菌群、腸道和抗病力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

飲食改變2天后，無膳食纖維飲食小鼠糞便中降解植物多糖（淀粉和膳食纖維）的酶顯著減少，而降解黏液蛋白的酶顯著增加，而這些改變代表了微生物構(gòu)成成分的改變；8天后，無膳食纖維飲食小鼠的腸道菌群已顯著不同于高膳食纖維飲食小鼠的腸道菌群；40天后，無膳食纖維飲食小鼠糞便中短鏈脂肪酸（包括乙酸、丁酸和丙酸）含量顯著降低，同時黏液層厚度也顯著變薄。

40天飲食干預(yù)后，研究人員再用鼠檸檬酸桿菌感染各組小鼠。

感染后小鼠糞便中即可檢出大量鼠檸檬酸桿菌，感染后20天時，高膳食纖維飲食組小鼠糞便中鼠檸檬酸桿菌數(shù)清零，無纖維組24天時清零。感染后47天，高纖膳食維飲食組10只小鼠全部保持健康，感染后第20天時糞便中就不再能檢出鼠檸檬酸桿菌；無膳食纖維組的小鼠僅有2只（20%）在47天時還能保持健康，糞便鼠檸檬酸桿菌數(shù)清零，2只鼠檸檬酸桿菌數(shù)在標(biāo)準(zhǔn)以下，6只（60%）個體因為感染過于嚴(yán)重提前結(jié)束觀察。

以上研究簡而言之：即便擁有正常的菌群，長期膳食纖維缺乏飲食也會導(dǎo)致腸道黏液層變薄，抵抗病原體能力明顯降低。

纖維缺乏飲食引起整個腸道生物屏障損傷

消化道是一個立體的結(jié)構(gòu)，既有從口腔-食管-胃-小腸-大腸-肛門的縱向延伸變化，也有從腔內(nèi)-黏液層-上皮的層次變化（有研究者稱之為橫向）。在這個三維空間中，腸道菌群既有縱向分布，也有橫向分布。

2019年，《NATURE COMMUNICATIONS》發(fā)表的一項研究提出：無膳食纖維飲食或者無膳食纖維無多糖飲食不僅會引起黏液層變薄，還會引起腸腔內(nèi)和粘液層中的菌群異常。

與正常飲食（既有多糖如淀粉，也有膳食纖維），連續(xù)7天無膳食纖維飲食和無膳食纖維無多糖飲食小鼠腸道黏液層顯著變薄，分泌黏液的杯狀細(xì)胞顯著減少，腸腔內(nèi)細(xì)菌多樣性降低，而黏液層中細(xì)菌多樣性升高。這個結(jié)論很重要，提示了黏液層的隔離能力下降，而黏液中參與分解黏液的微生物在增加。

總結(jié)而言，在飲食缺乏膳食纖維的情況下，腸道菌群發(fā)生改變，腸道分泌黏液能力降低，更多原本被隔離、位于黏液層外的腸道細(xì)菌進(jìn)入黏液層，利用和破壞黏液層、發(fā)生感染的機會明顯升高。

纖維缺乏飲食降低人體菌群抗壓能力和恢復(fù)力

有人提出不同看法：這三個研究都是老鼠的研究，能說明人類的問題嗎？

2018年，《Am J Clin Nutr》的一篇系統(tǒng)綜述指出，與高膳食纖維飲食的人相比，低膳食纖維飲食的人糞便丁酸含量更低，糞便中的對人有益的雙歧桿菌（放線菌門）和乳酸桿菌（厚壁菌門）更少。

2021年《Cell》的一篇文章報道了人類短期無膳食纖維飲食的研究。研究者招募了10名素食者和20名雜食者，并將雜食者隨機分入雜食組和模擬腸內(nèi)營養(yǎng)飲食組（簡稱EEN，是一種液態(tài)、無纖維飲食）。這些參與者分別進(jìn)行5天的素食、雜食或者EEN飲食后，第6-8天飲食同時服用抗生素和瀉藥，第9-15天觀測恢復(fù)情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

1. 與素食和雜食相比，EEN組擬桿菌門和厚壁菌門恢復(fù)更慢，而變形菌門比抗生素和瀉藥處理前增加，特別是肺炎克雷伯氏菌和陰溝腸桿菌。（了解肺炎克雷伯氏菌對人體的影響的可參考《cell》最新研究揭示腸道細(xì)菌如何影響大腦發(fā)育，了解腸桿菌對人體的影響可參考高脂飲食損傷心臟，可能是大腸桿菌在作怪）

2. 菌群改變最直觀的結(jié)果是糞便代謝組的變化。素食組和雜食組與EEN組相比，EEN組糞便的糖苷水解酶組成發(fā)生變化，代謝植物復(fù)雜碳水的糖苷水解酶減少，代謝簡單碳水的酶增加，而代謝動物多糖的糖苷水解酶未增加。

3.與素食組和雜食組相比，EEN組糞便中碳水化合物和氨基酸的代謝發(fā)生顯著變化，而這兩者都與人體中的多種生物活性物質(zhì)密切相關(guān)。如碳水化合物代謝中產(chǎn)短鏈脂肪酸的酶表達(dá)減少和色氨酸代謝相關(guān)產(chǎn)吲哚丙酸的酶減少，這些生物活性物質(zhì)代謝改變可能對人的身體和心理健康都會產(chǎn)生影響。

簡而言之，膳食纖維缺乏的飲食會對改變?nèi)梭w腸道菌群，降低人體腸道菌群的恢復(fù)力，損傷腸道菌群的“抗壓”能力。膳食纖維缺乏的人，當(dāng)外部因素擾亂菌群后，恢復(fù)正常菌群的速度明顯慢于正常飲食者。

看到這里，你是否想過，跟大家一起出去吃飯，別人都沒事，怎么你總是拉肚子？這也是膳食纖維缺乏導(dǎo)致的抗病原體的能力完全不同。同樣的美餐一頓，人家吃了沒事，你吃了卻不一定沒事！

也許更多人的關(guān)注焦點可能是菌群和黏液層改變對抗感染和生理疾病相關(guān)的影響，不過食與心從自己的專業(yè)角度上，更加關(guān)注這些變化對人大腦神經(jīng)系統(tǒng)和心理健康的影響。

腸道菌群抗壓能力的降低可削弱人的心理抗壓能力，從而讓人面對生活/工作壓力和不幸時更容易出現(xiàn)心理問題，甚至表現(xiàn)出傷害自己或者攻擊別人的行為。這項研究可以與注意！飲食而非基因決定你日后是否會癡呆中7天高脂高糖增肥飲食后，健康人在社會壓力測試中表現(xiàn)中更高的壓力敏感性的發(fā)現(xiàn)相互印證。

低纖維飲食引起的黏液層變薄不能通過補充益生元修復(fù)

有些人還在僥幸：這些都是沒有膳食纖維的極端飲食，我平常吃的膳食纖維盡管確實不多，但我注意經(jīng)常補充了益生元，這樣就應(yīng)該沒事了吧？

2018年《Cell Host Microbe》的一項研究報告回答了這個問題。

小鼠長期低膳食纖維飲食（相當(dāng)于目前大部分人常吃的膳食纖維不足的飲食）后，腸道微生物發(fā)生了明顯的改變，而結(jié)腸黏液層厚度并沒有減少，甚至看上去略有增加。但其黏液層滲透性增加，黏液更新速度減慢，一些原本不應(yīng)該進(jìn)入體內(nèi)的大分子代謝物和微生物都能成功穿過黏液層。

進(jìn)一步實驗發(fā)現(xiàn)，低纖膳食維飲食小鼠的黏液蛋白雖然總含量沒變，但一些黏液蛋白功能區(qū)域發(fā)生改變，關(guān)鍵黏蛋白MUC2顯著減少（關(guān)于黏液屏障問題有更加震驚和有意思的研究，食與心在以后幾章中詳細(xì)介紹，敬請稍候）。

通過糞便菌群移植，給長期低膳食纖維飲食的小鼠移植健康飲食小鼠的菌群后，小鼠的黏液層功能改善，黏液生長和更新速度也得到恢復(fù)。

有意思的是：補充常見益生元菊粉（inulin）確實能減小黏液層滲透性，但不能恢復(fù)黏液層生長速度和厚度，仍然不能顯著提升腸道的屏障功能；補充特定雙歧桿菌或某些其它益生菌雖然能提升黏液層生長速度，但不能減小黏液層滲透性，也不能恢復(fù)黏液層的厚度。

也就是說，長期低膳食纖維飲食會削弱黏液層功能，且這一損失沒有證明可以通過補充益生元或益生菌來恢復(fù)。

食與心點評：

由于人類的生命周期遠(yuǎn)大于小鼠（80-120年 VS 2-3年），人類的日常飲食也遠(yuǎn)比實驗小鼠更加復(fù)雜，不可控因素更多。同樣的干預(yù)時間（比如7天）在小鼠中的改變會比人類更快更明顯，但不能因為人類研究中腸道反應(yīng)沒有小鼠那么立竿見影或非黑即白的巨大差異就否認(rèn)膳食纖維對人體的影響。

此類研究受倫理限制，尚不可能對人類進(jìn)行長時間膳食纖維剝奪飲食進(jìn)行觀察比對的研究。而小鼠研究的確為我們提供了模擬長期膳食纖維缺乏的實際情況。

世界上的任何動物都無一例外地有龐大的共生微生物系統(tǒng)支撐，腸道菌群的消化能力遠(yuǎn)高于這些動物自身天生的消化能力。人類逃離不了動物這一屬性，因此腸道微生物會幫助人類去處理腸道自身無法消化的碳水化合物——膳食纖維，這些看上去人類不能吸收消化和直接利用的物質(zhì)卻是另類腸道共生菌的主要食物。

當(dāng)現(xiàn)代人飲食越來越精細(xì)，餐盤里的膳食纖維越來越少時，不少腸道共生菌出現(xiàn)“斷糧危機”而離開人體另尋生路；此時，一些原本對人有益的共生菌開始“吃”腸道杯狀細(xì)胞分泌的黏液蛋白，并習(xí)慣以此維持自身生存，直接帶來的結(jié)果就是導(dǎo)致一些人的腸道黏液層變薄或者黏蛋白改變；黏液層變薄/黏膜功能受損使得原本無法或者難以接觸腸上皮細(xì)胞的致病菌/條件致病菌/未消化的食物大分子直接接觸腸上皮，從而出現(xiàn)病原菌易感、炎癥、過敏或者各種的不耐受等情況。

如果我們仔細(xì)思考，為什么有人說谷物大腦，吃谷物成了人類的一個神經(jīng)系統(tǒng)和消化系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，其實原因并不是谷物的問題，是你的大片段營養(yǎng)物并沒有在消化道被阻擋在黏液層表面被細(xì)菌消化，而是進(jìn)入到體內(nèi)成為某種免疫系統(tǒng)的攻擊目標(biāo)，責(zé)任不在谷物，在你的黏液層！

由此不難理解這種情況：一群人聚餐吃同樣的食物，有些人可以盡情享受美味，有些人卻吃了就拉肚子。問題可能不在于食物本身，而是你的腸道，確切說是腸道屏障除了問題，此時一味回避某些事物只會讓問題越來越糟糕，更積極的做法是多吃膳食纖維，增加黏液層，修復(fù)腸道屏障。

特別需要提示，無論短時還是長期的膳食纖維缺乏都會增加腸道降解粘液蛋白的細(xì)菌，所以間歇性禁食、輕斷食或者辟谷的人需要考慮這樣的飲食方式是否會更加導(dǎo)致腸道黏液層變薄，以及恢復(fù)正常飲食后這種腸道黏液層的異常能否恢復(fù)。任何人都不要輕易在腸子里養(yǎng)起來愛吃自己的黏液保護(hù)層的細(xì)菌。

對于堅持低碳水/不吃主食/只喝果蔬汁等飲食的人，同樣需要考慮，極端飲食會造成腸道菌群的單一化和有益共生菌的缺失，吃黏液細(xì)菌的增加，甚至導(dǎo)致人體分泌黏液能力更加降低。如果發(fā)現(xiàn)對很多食物消化不了/感染頻率增加了/脾氣變大了/記憶力變差了，一定要嘗試改變自己的飲食方式，及時止損。

以上研究均提示：益生元可以輔助人體調(diào)節(jié)菌群，但不能替代膳食纖維。種類偏少、結(jié)構(gòu)簡單的益生元在解決明顯的腹瀉便秘方面能發(fā)揮一些作用，但完全不可能用來替代食物中豐富多樣的膳食纖維。不吃或少吃膳食纖維，大量補充益生元也不能建造人類免疫和認(rèn)知中發(fā)揮重要作用的功能性黏液層。