中學(xué)生腸道微生物群及營養(yǎng)與健康研究

王利茹

摘 要：中學(xué)生體內(nèi)微生物對其身體健康、營養(yǎng)攝入產(chǎn)生重要影響，體內(nèi)不同的微生物特征決定著中學(xué)生個體化的飲食差異。本文通過對人類腸道微生物群和膳食之間的關(guān)系的分析，對中學(xué)生腸道微生物群及營養(yǎng)與健康的分析，提出相關(guān)發(fā)展性建議。

關(guān)鍵詞：中學(xué)生;腸道微生物群;營養(yǎng);健康

基金項目：本文系2019年度河南省基礎(chǔ)教育教學(xué)研究項目“城鄉(xiāng)結(jié)合部初中生合理膳食的認(rèn)知與行動”（項目編號：JCJYC19080387）研究成果。

人體腸道中的微生物菌群指的是在人體消化系統(tǒng)當(dāng)中生存生物的統(tǒng)稱，現(xiàn)階段國內(nèi)外的研究主要集中在細(xì)菌方面，同時也有包括病毒、真菌以及原生生物等微生物的研究，各項微生物之間具有緊密關(guān)聯(lián)、相互作用的在人體消化系統(tǒng)中發(fā)展，利用接觸、分泌等形成巨大復(fù)雜的相互作用網(wǎng)絡(luò)，繼而形成一個動態(tài)化、平衡化的微生物生態(tài)體系，并與人體的身體健康產(chǎn)生緊密關(guān)聯(lián)。

1 人類腸道微生物群和膳食之間的關(guān)系

人類近七百萬年演化歷史使我們從古猿分裂出來，逐漸演變成早期智人，再到晚期智人。隨后我們的祖先又經(jīng)歷了認(rèn)知變革和農(nóng)業(yè)變革，在這個過程當(dāng)中，出現(xiàn)了一系列的變化，都與人類的生活方式息息相關(guān)。人類從早起的游牧?xí)r代演化到后來的農(nóng)耕定居時代，不僅生活產(chǎn)生了翻天覆地的變化，其飲食結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)巨大轉(zhuǎn)變，對肉類的使用量大幅上漲，造成腸道微生物菌群出現(xiàn)巨大改變。

隨著人類飲食結(jié)構(gòu)的改變，大腸功能逐漸退化，腸道微生物菌群原本的多樣性函數(shù)值隨之減小，大量微生物滅絕。這與人類植物膳食纖維攝入量降低，肉類食品增加具有緊密關(guān)聯(lián)。據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，包括牛、羊、馬、駱駝等在內(nèi)的草食動物體內(nèi)的微生物菌群相對于犬、狼、老虎、灰熊等肉食性動物更加豐富多樣。

腸道中微生物菌群的核心功能是對生物所攝入的食品進(jìn)行加工分解，在經(jīng)過微生物的代謝轉(zhuǎn)化以后，對人體活動所需要的營養(yǎng)成分提供支持，與人體免疫系統(tǒng)形成相互作用。由此可見，中學(xué)生腸道中的微生物菌群受飲食習(xí)慣影響，而微生物菌群又影響著中學(xué)生的身體健康。

多糖膳食纖維作為人體第七大營養(yǎng)元素，經(jīng)過人體腸道微生物后衍生出短鏈脂肪酸（short-chain fatty acids）、色氨酸（Tryptophan）代謝制造的苯并吡咯（Indole）、維生素P藥理特性修飾等均為典型案例。其中，色氨酸能夠作為腸道中G蛋白偶聯(lián)受體（Protein-Coupled Receptors）血清素受體或5-HT受體，能夠?qū)χ袑W(xué)生腸胃的蠕動發(fā)揮功效。據(jù)研究表明，N-酰基酰胺合酶（N-Acetylglutamate）在腸道菌群中聚集，繼而合成脂質(zhì)物和GPCRS發(fā)生反應(yīng)，調(diào)節(jié)中學(xué)生腸道的代謝，有利于中學(xué)生免疫系統(tǒng)的發(fā)展。

2 中學(xué)生腸道微生物群及營養(yǎng)與健康分析

關(guān)于我國中學(xué)生腸胃菌群、營養(yǎng)、健康、膳食幾個層面之間關(guān)系的學(xué)術(shù)論文較多，進(jìn)行了大量的研究和綜述，因此本文不進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容講解。然而，關(guān)于中學(xué)生營養(yǎng)不良問題和腸道中微生物菌群之間關(guān)系的研究并不多，相關(guān)研究人員必須有效區(qū)分是能力攝入過低導(dǎo)致，還是由于微量元素的匱乏所導(dǎo)致。在能量攝入方面可以通過對中學(xué)生體重變化的研究觀測到表型，也就是學(xué)術(shù)領(lǐng)域的隱性饑餓，英文翻譯為hidden hunger。隱性饑餓對于中學(xué)生身體健康的影響相當(dāng)較大，在具體臨床現(xiàn)象發(fā)生以前，主要表現(xiàn)在身體相對同齡人矮小，據(jù)統(tǒng)計，全世界因此而導(dǎo)致發(fā)育遲緩的兒童數(shù)量超過1.5億，其中11周歲到16周歲的中學(xué)生占比39.18%。隱性饑餓中學(xué)生時常出現(xiàn)腹瀉癥狀，體內(nèi)缺少鋅元素，并且還會造成除鋅元素以外的其他微量元素減少，使腸道失去正常功能。

通過相關(guān)人員的動物實(shí)驗報告我們發(fā)現(xiàn)，對中學(xué)生進(jìn)行鋅元素的專項補(bǔ)充，能夠有效提升腸道微生物菌群的豐富性，提高革蘭氏陰性菌（Gram-negative）、厭氧菌（anaerobic bacteria）以及乳桿菌（Lactobacillaceae）整體數(shù)量，短鏈脂肪酸也會大幅增加。與此同時，患有缺鐵性貧血癥狀的女性中學(xué)生，腸道中如乳桿菌的下降，鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白存于升結(jié)腸，如果有容易消化的碳水化合物存在其中，通過細(xì)菌的發(fā)酵作用將產(chǎn)生丙酸，繼而增加鐵的吸收水平。因為軟桿菌能夠利用異性如氨酸發(fā)酵的方式將如氨酸分解成C2_C6，由此可見，中學(xué)生乳桿菌降低和其缺鐵具有密切關(guān)聯(lián)。

由于中學(xué)生腸道內(nèi)微生物菌群具有較大的個體差異，不同中學(xué)生所適應(yīng)的飲食需要依照其腸道中的微生物菌群而決定，在一項對一千名中學(xué)生物微生物和膳食關(guān)系的研究當(dāng)中，清華大學(xué)楊光元、李德亮教授開發(fā)了一種機(jī)器智能化的學(xué)習(xí)算法，對餐后血糖個性變化實(shí)現(xiàn)預(yù)測，繼而在后續(xù)驗證中得以充分證明，因人而異的膳食干預(yù)，能夠?qū)⒅袑W(xué)生的血糖調(diào)節(jié)至合理范圍。除此以外，還有一項關(guān)于主食、腸道中菌群以及人體血糖三者之間關(guān)系的研究，僅利用對腸道中微生物的數(shù)據(jù)分析，便能夠預(yù)測受試中學(xué)生對不同主食的血糖反應(yīng)，繼而以科學(xué)合理的手段建立干預(yù)方案，使血糖更加平穩(wěn)。值得我們強(qiáng)調(diào)的是，多糖膳食纖維是被人體健康腸道系統(tǒng)所忽視的第七大營養(yǎng)元素，需要以標(biāo)準(zhǔn)化的方式隨機(jī)對照雙盲臨床觀測，繼而表達(dá)出多糖膳食纖維對中學(xué)生身體健康的影響和作用。已經(jīng)有研究表明，多糖膳食纖維的大量攝入，能夠有效轉(zhuǎn)變青少年糖尿病患者的發(fā)病情況，藥物與加工食品當(dāng)中的人工食品添加劑，會對腸道當(dāng)中的微生物菌群產(chǎn)生影響。

3 結(jié)語

為提升我國中學(xué)生身體素質(zhì)，有效利用其體內(nèi)微生物菌群，挖掘微生物菌群和飲食之間的復(fù)雜關(guān)系。第一，我們需要深層次鑒定人體從出生致死亡不同階段，維持身體健康所需不同菌群的特征。第二，堅定這些菌群特征是否對十周歲到十六周歲的中學(xué)生有普適性作用。第三，闡述哲學(xué)微生物的基本功能以及具體干預(yù)策略。

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