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？清炒時蔬配雜糧飯？一千個人可能會有一千個回答。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10萬億個微生物，我們感受不到它們，卻無時不刻不受到它們的影響。此前，來自美國新墨西哥大學的研究者發(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操縱宿主的進食行為，以增加其生存能力。
數(shù)十年來，科學家們一直在尋找“腸道菌群對動物飲食選擇影響”的直接證據(jù)以及具體機制，但這個猜想從未在比果蠅大的動物身上實現(xiàn)過。
4月19日，來自匹茲堡大學的助理教授Kevin Kohl及其團隊，首次使用哺乳動物實驗證明，腸道中的微生物群可以影響宿主的飲食選擇行為，并揭示了具體機制。該研究結(jié)果刊登在PNAS（美國科學院院報）上。
為了排除混雜因素的影響，研究者選用無菌小鼠作為實驗對象，并選擇了三種具有不同覓食策略的嚙齒動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。這三種嚙齒類動物均屬于倉鼠科，與實驗小鼠有著同樣的“遠親”關系。
研究者將30只雄性無菌實驗鼠隨機分到食肉組、雜食組與食草組，每組10只，并放置于無菌實驗室中培養(yǎng)。為了更好地反映個體間的自然變化，每個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“新入住”的腸道菌群，每個小鼠都會進行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）。適應期間，各組間每日或累計宏量營養(yǎng)素和食物攝入量沒有差異。
適應后，實驗鼠可以自由選擇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，食草組會更喜歡高蛋白的食物?！斑@個結(jié)果與‘氮限制假說’一致，當植物中的氮相對稀缺時，食草動物會去尋找高蛋白的食物來填補氮的需求。有趣的是，產(chǎn)生這樣的行為是因為受到腸道菌群的影響。”研究者解釋道。
也就是說，當你突然想來一頓“滿肉全席”的時候，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關鍵機制是——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。色氨酸在進入大腦后，會轉(zhuǎn)變?yōu)檠逅?。此前，一些研究實驗已?jīng)證明，血清素可以驅(qū)動覓食行為和飲食選擇。比如，對下丘腦注射5-羥色胺，小鼠會顯著減少碳水化合物的攝入。
本實驗中，在適應培養(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驗鼠的血漿色氨酸含量，與自主進食期間的碳水化合物攝入量有顯著相關性，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。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)動它們減少碳水化合物的攝入，從而影響宿主的食物選擇。
當然，本研究的通訊作者Kohl也承認，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@項實驗的結(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，這還是個年輕的領域，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
[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