研究表明，西方飲食與膽汁酸譜失調(diào)有關(guān)，這可能有助于慢性炎癥性疾病的發(fā)展，例如II型糖尿病 (T2D) 和結(jié)腸癌，并且可能通過(guò)膳食纖維補(bǔ)充劑得到緩解。
西方飲食的另外一個(gè)特征是高脂，高脂飲食顯著增加腸腔和血清中的膽汁酸水平，并改變膽汁酸的分布，包括不均衡地增加初級(jí)膽汁酸和次級(jí)膽汁酸的水平，其中 牛黃-β-鼠膽酸（TβMCA）、β-鼠膽酸（βMCA）、脫氧膽酸（DCA） 和ω-鼠膽酸（ ωMCA） 的水平在高脂飲食后顯著增加。
人的腸道內(nèi)存在著數(shù)以?xún)|計(jì)的微生物，包括細(xì)菌、真菌、病毒等，這些微生物已經(jīng)被證實(shí)能夠通過(guò)多種方式參與的宿主的代謝中，可以在改善代謝疾病的過(guò)程中發(fā)揮重要作用。
什么是
膽
汁酸？
初級(jí)膽汁酸（Primary bile acids）是類(lèi)固醇化合物，由肝臟中的膽固醇合成。
初級(jí)膽酸與?；撬峄蚋拾彼峤Y(jié)合，并以?；悄懰峄蚋拾蹦懰岷团；蛆Z去氧膽酸的形式分泌到小腸中。
在腸道內(nèi)，由腸道微生物通過(guò)膽汁酸鹽水解酶（BSH）轉(zhuǎn)化為次級(jí)膽汁酸，包括脫氧膽酸、石膽酸、β-鼠膽酸、豬膽酸（hyocholic acid ，HCA)、豬脫氧膽酸（hyocholic acid， HDCA) 和 鼠脫氧膽酸（murideoxycholic acid ，MDCA)等，其中脫氧膽酸和石膽酸是腸道微生物最豐富的代謝物。
膽汁酸（Bile acid，BA）通過(guò)激活特定的受體改變代謝，包括G蛋白偶聯(lián)膽汁酸受體 （GBPAR1 或 TGR5）和法尼醇 X 受體（Farnesoid X receptor，F(xiàn)XR），有助于調(diào)節(jié)能量消耗和葡萄糖代謝。
G蛋白偶聯(lián)膽汁酸受體在腸道穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要的作用，已被證明參與體內(nèi)多種代謝過(guò)程，包括糖代謝，脂代謝，能量代謝等。
此外，G蛋白偶聯(lián)膽汁酸受體的激動(dòng)劑已被證明能抑制肥胖、II型糖尿病、脂肪肝、高脂血癥、動(dòng)脈粥樣硬化等代謝相關(guān)疾病。
腸道 法尼醇 X 受體的激活可誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子 15 （FGF15）的表達(dá)，抑制肝臟中膽固醇 7α -羥化酶（CYP7A1）的表達(dá)。
膽固醇 7α -羥化酶是膽汁酸合成的限速步驟，通過(guò)腸道-微生物-肝臟反饋回路導(dǎo)致膽汁酸水平下降。
膽汁酸
與
膳食纖維
膳食纖維是特定細(xì)菌必不可少的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，有助于維持腸道微生物群的功能、豐富度和穩(wěn)定性。
這些復(fù)合碳水化合物通過(guò)產(chǎn)生細(xì)菌代謝物來(lái)促進(jìn)宿主健康，比如短鏈脂肪酸（SCFAs）?？扇苄陨攀忱w維，如低聚果糖 (oligofructose，OFS，也有使用FOS簡(jiǎn)稱(chēng))，通過(guò)產(chǎn)生短鏈脂肪酸有助于預(yù)防肥胖和II型糖尿病發(fā)展。
此外，低聚果糖補(bǔ)充劑增加了特定細(xì)菌屬的豐度，例如雙歧桿菌（Bifidobacterium），這可能會(huì)影響其他細(xì)菌代謝物的產(chǎn)生，包括膽汁酸。
盡管膽汁酸成分會(huì)受到飲食特別是膳食纖維的影響，但尚不清楚 低聚果糖是否通過(guò)改變腸道微生物群轉(zhuǎn)化膽汁酸的能力來(lái)促進(jìn)西式飲食模式下宿主代謝的改善。
低聚果糖
改
變糖代謝
2022年6月，在國(guó)際知名期刊《Gut》上發(fā)表了一篇文章，研究了可溶性膳食纖維低聚果糖（OFS ）是否通過(guò)改變腸道膽汁酸成分來(lái)調(diào)節(jié)宿主體重和葡萄糖代謝。
研究發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充 低聚果糖（OFS ）通過(guò)改變腸道微生物群組成影響細(xì)菌對(duì)膽汁酸的轉(zhuǎn)化能留，進(jìn)而通過(guò)調(diào)節(jié) TGR5受體來(lái)實(shí)現(xiàn)控制體重增加和改善葡萄糖代謝。
為了研究 低聚果糖（OFS）或纖維素是否影響膽汁酸代謝，研究人員依據(jù)食物的不同，喂養(yǎng)4組雄性 C57BL/6J 小鼠8周：
1、正常飼料（Chow）組。
2、西式飲食 (western-style diet，WSD)組。
3、西式飲食補(bǔ)充了10% 纖維素 (西式飲食-纖維素，WSD-Cell) 組。
4、西式飲食補(bǔ)充了10% 低聚果糖(西式飲食-低聚果糖，WSD-OFS)組。
結(jié)果顯示，在西式飲食飲食下盲腸膽汁酸譜發(fā)生了明顯的改變，并且喂食 西式飲食（單獨(dú)和補(bǔ)充膳食纖維時(shí)）小鼠的總膽汁酸水平高于飼料喂養(yǎng)的小鼠。
與飼料喂養(yǎng)的小鼠相比，喂食 西式飲食的小鼠盲腸中次級(jí)膽汁酸的總水平降低，但在喂食 西式飲食-低聚果糖（WSD-OFS）組的小鼠中未觀(guān)察到這種降低。
圖1 | 補(bǔ)充OFS后，小鼠膽汁酸的變化
與西式飲食組相比，西式飲食-低聚果糖（WSD-OFS）組小鼠的次級(jí)膽汁酸水平升高主要是由于 6α-羥基化膽汁酸水平較高，例如 ω-鼠膽酸、豬膽酸和 豬脫氧膽酸，而前體 牛黃-β-鼠膽酸和 β-鼠膽酸 水平降低。
這與 西式飲食-低聚果糖喂養(yǎng)富集的幾個(gè)細(xì)菌屬的豐度有關(guān)。
添加低聚果糖后，在門(mén)水平上改變了腸道微生物群的組成：放線(xiàn)菌和疣微菌的豐度增加，分別由雙歧桿菌（Bifidobacterium）和阿克曼氏菌屬（Akkermansia）的豐度增加導(dǎo)致。
西式飲食-低聚果糖（WSD-OFS） 組， Parasutterella、Butyricicoccus、Muribaculum和Christensenella等菌屬高于西式飲食組。
在西式飲食-低聚果糖（WSD-OFS）組的小鼠中，與代謝疾病相關(guān)的嗜膽菌屬（Bilophila） 和 Mucispirillum降低到在飼料喂養(yǎng)的水平。
毛螺菌科（Lachnospiraceae）、普雷沃菌科（Prevotellaceae）、Muribaculaceae、伯克霍爾德菌科（Burkholderiaceae）、雙歧桿菌科（Bifidobacteriaceae）和瘤胃球菌科（Ruminococcaceae）的細(xì)菌豐度與盲腸豬去氧膽酸水平之間存在強(qiáng)正相關(guān)性。
此外，與盲腸β-鼠膽酸水平呈負(fù)相關(guān)的細(xì)菌，也與體重增加和脂肪組織重量呈負(fù)相關(guān)。
相比之下，一些細(xì)菌與盲腸豬脫氧膽酸的豐度呈負(fù)相關(guān)，與盲腸β-鼠膽酸呈正相關(guān)，例如 嗜膽菌屬（Bilophila）、Alistipes和Mucispirillum。這些細(xì)菌與脂肪組織重量呈正相關(guān)，并且已被研究表明與葡萄糖失調(diào)和代謝性炎癥有關(guān)。
圖2 | 部分菌種在豐度變化
添加低聚果糖后，牛黃-β-鼠膽酸水平降低，可能是由于雙歧桿菌豐度增加及其分解膽汁酸的潛力。
ω-鼠膽酸和豬脫氧膽酸可以通過(guò)差向異構(gòu)化和脫羥基過(guò)程從 α-鼠膽酸 或 β-鼠膽酸 產(chǎn)生，而 豬膽酸可以通過(guò)差向異構(gòu)化產(chǎn)生。
補(bǔ)充低聚果糖后 α-鼠膽酸 的水平保持不變，這表明 6α-羥基化膽汁酸的增加主要是由于 β-鼠膽酸的微生物轉(zhuǎn)化，在低聚果糖處理后降低了。
16S rRNA 基因分析顯示，低聚果糖富集的細(xì)菌屬于毛螺菌科（Lachnospiraceae）和Eggerthellaceae，這與盲腸豬脫氧膽酸水平密切相關(guān)。
因此，可以推測(cè)，低聚果糖通過(guò)維持關(guān)鍵細(xì)菌的生理水平，這些細(xì)菌依賴(lài)膳食纖維來(lái)維持其在腸道內(nèi)的豐度，并且是 6α-羥基化膽汁酸產(chǎn)生所必需的。
在探索膽汁酸的作用機(jī)制上，研究人員發(fā)現(xiàn)西式飲食-低聚果糖（WSD-OFS ）喂養(yǎng)的小鼠，實(shí)現(xiàn)對(duì)宿主糖代謝的改善作用，不僅需要激活G蛋白偶聯(lián)膽汁酸受體，還需要依賴(lài)胰高糖素樣肽-1（GLP-1）信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。
1、在G蛋白偶聯(lián)膽汁酸受體基因敲除的小鼠中即使添加了低聚果糖也無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)糖代謝的改善作用。
2、體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)表明豬去氧膽酸可以激活G蛋白偶聯(lián)膽汁酸受體，進(jìn)而引發(fā)后續(xù)生理生化反應(yīng)。
3、給基因敲除的小鼠，在富含低聚果糖的食物中添加給Exendin-4（胰高糖素樣肽-1類(lèi)似物）5周，發(fā)現(xiàn)Exendin-4 的加入不僅減少了小鼠體重增加，還降低了空腹血糖和胰島素水平，并改善了葡萄糖耐量。
4、把Exendin-4添加到西式飲食-低聚果糖（WSD-OFS）的食物中，喂食G蛋白偶聯(lián)膽汁酸受體基因敲除的小鼠，會(huì)降低肝臟和脂肪組織的重量。
然而，該研究也存在一些不足，研究人員并沒(méi)有探究短鏈脂肪酸在此過(guò)程中的作用。
低聚果糖是一種眾所周知的可溶性纖維，可被腸道細(xì)菌代謝并產(chǎn)生短鏈脂肪酸。一些研究證明了可發(fā)酵的復(fù)合碳水化合物（如菊粉）對(duì)體重和葡萄糖代謝的有益影響，但是具體的機(jī)制還不是很清晰。
低聚果糖作為一種益生元，以其低熱值，可以促進(jìn)雙歧桿菌增殖、降血糖、改善血清脂質(zhì)、促進(jìn)微量元素吸收等優(yōu)良生理功能，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于食品領(lǐng)域。
低聚果糖通常在日常的很多水果、蔬菜中均有存在，如香蕉、黑麥、大蒜、小麥、洋蔥、馬鈴薯、雪蓮果、菊芋、蜂蜜等中。上述的研究進(jìn)一步證實(shí)了低聚果糖的生理功效。
中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的人體每日膳食纖維攝入量為25-35克，然而實(shí)際中，日常飲食中由于攝入過(guò)多的精米精面、肉類(lèi)、超加工食品，導(dǎo)致膳食纖維攝入嚴(yán)重不足。
參考文獻(xiàn)：
Makki K, Brolin H, Petersen N, et al6α-hydroxylated bile acids mediate TGR5 signalling to improve glucose metabolism upon dietary fiber supplementation in miceGut Published Online First: 13 June 2022. doi: 10.1136/gutjnl-2021-326541
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