Gut|一项随机交叉试验显示:全麦饮食在不引起肠道微生物群重大变化的情况下，可以减轻体重和全身低级别炎症

Whole grain-rich diet reduces body weight and systemic low-grade inflammation without inducing major changes of the gut microbiome: a randomised cross-over trial

一项随机交叉试验显示:全麦饮食在不引起肠道微生物群重大变化的情况下，可以减轻体重和全身低级别炎症

期刊：Gut  IF=17.016

发表时间：2019

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研究目的

研究全麦饮食是否会改变肠道微生物群和胰岛素敏感性，以及代谢健康和肠道功能的生物标志物。

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研究背景

食用全麦食品可以降低罹患多种与生活方式相关疾病的风险，包括2型糖尿病和心血管疾病。研究表明，食用全谷物对葡萄糖代谢、脂肪、血脂和炎症标志物有有益的影响。肠道微生物群被认为是这些影响的中介。全谷物富含酚类植物化学物质和膳食纤维，这些物质被肠道微生物群代谢成短链脂肪酸(SCFA)，短链脂肪酸与肠道激素的分泌，葡萄糖和脂质代谢，免疫稳态和肠道通透性有关。只有少数的人类干预措施将全谷物诱导的宿主代谢改善与粪便微生物群组成联系起来，到目前为止结果还没有定论。这可能是微生物群组成的个体间差异大、缺乏高分类和功能分辨水平的肠道微生物群探索、背景饮食的高变异性或缺乏统计能力的结果。目前，还不确定食用全谷物的有益影响在多大程度上与肠道微生物群有关。

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研究对象

60例丹麦成年人，年龄在20-65岁之间，体重指数稳定于25-35 kg/m2，或腰围增加男性超过94cm，女性超过80cm，至少满足以下其中之一入选标准：非糖尿病性低血糖（空腹血糖6.1 -6.9 mmol/L），血脂异常(空腹血清高密度脂蛋白胆固醇（HDL）男性≤1.03 mmol/L，女性≤1.29 mmol/L)或高血压(收缩压(BP) > 130mm Hg或高血压药物治疗)。

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研究思路

60例有代谢综合征风险的丹麦成年人进行试验周期为8周的随机对照交叉试验，该试验分为2个阶段，全谷物饮食阶段和精制谷物饮食阶段，全谷物饮食和精制谷物饮食的顺序是随机的，间隔至少6周的洗脱期，对干预肠道微生物群组成和胰岛素敏感性以及葡萄糖和脂质代谢、肠道功能、炎症标志物、人体测量和尿液代谢组学的反应进行了评估。

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研究方法

1.代谢指标、人体测量和血压的评估

2.餐后测定呼出的氢气

3.肠道通透性评估

4.粪便宏基因组和16S rRNA扩增子分析

5.肠道转运时间测定

6.尿液代谢组学检测

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研究结果

共有50名参与者(18名男性和32名女性)完成了两个饮食干预期。

1食物摄入量及依从性

基线时全谷物摄入量为68±45 g/day，全谷物期全谷物摄入量为179±50g/day，精制谷物期全谷物摄入量为13±10g/day，两个阶段全谷物和膳食纤维摄入量存在显著差异。全谷物期空腹血浆烷基间苯二酚含量较精制谷物期升高，且与全谷物消耗量和总膳食纤维消耗量呈正相关，为受试者遵守协议提供了无偏倚支持。与精制谷物制品相比，全谷物制品具有较高的膳食纤维，阿拉伯木聚糖、烷基间苯二酚、抗性淀粉、阿拉伯糖、木糖和海藻糖，半乳糖醛酸含量降低。两个阶段除了膳食纤维和全谷物外，营养素和食物组的摄入量无差异。

2全谷物饮食不能改善胰岛素敏感性，但能减轻体重

干预未导致糖代谢标志物(HOMA-IR, HbA1c，空腹血清C-肽，空腹血糖和胰岛素)，脂质代谢（空腹血清三酰基甘油、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、总胆固醇和FFA的浓度），肝功能（ALT，AST），饱腹感（空腹血浆瘦素浓度，GLP-1，GLP-2），收缩压/舒张压发生任何差异。但与精制谷物饮食相比，全谷物饮食降低了体重，无脂质量及脂肪质量也有下降的趋势。

3全谷物饮食在不影响肠道通透性的前提下，降低了空腹循环中低级别炎症标志物的水平

与精制谷物相比，全谷物组血清中系统性低级别炎症标志物CRP降低。血清促炎细胞因子的浓度,IL- 6和IL-1β下降；而肿瘤坏死因子α浓度保持不变。血清IL-6浓度的变化与全谷物食用量的变化有关（图1A），但与能量摄入变化无关。而血清IL-6浓度与总血浆烷基间苯二酚呈边缘性负相关，IL-6与烷基间苯二酚同源物C17:0和C19:0的血浆浓度呈负相关。此外，IL-6与血浆烷基间苯二酚同系物C17:0-to-C21:0的比例呈负相关（图1B）。连蛋白是一种肠道屏障功能的生物标志物，空腹血清中的连蛋白浓度未改变，表明炎症标志物的减少与肠道通透性之间无相关性。

图1

4增加全谷物摄入量对粪便微生物群没有显著影响

与精制谷物饮食相比，全谷物饮食并未导致粪便细菌种类多样性或微生物群落丰度发生显著变化（图2A-B）。此外，单细菌种类丰度未发生显著变化（图2C）。微生物基因多样性和丰度未受影响（图2D-E）。与shotgun的宏基因组学结果一致，16S rRNA基因测序并没有显示两种饮食干预在粪便微生物群上有任何显著差异。

图2

5结肠发酵不受饮食影响，但全谷物代谢产物在尿液中发生变化

全谷物摄入量增加未导致粪便微生物群出现明显变化，因此后续研究了全谷物摄入量增加是否会导致肠道气体产生、肠道转运时间和细菌源代谢产物发生变化。干预期间空腹和餐后呼出的氢气量没有差异。未改变的肠道转运时间和空腹血浆SCFA浓度未检测到的变化支持了未改变的结肠细菌发酵。尿液的非靶向代谢组学显示5种代谢产物在全谷物期比精制谷物期增加（表1），其中4个被鉴定为全谷物摄入的尿液生物标志物，所有这些代谢产物都与全谷物摄入量呈正相关。

表1

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研究意义

1. 食用全谷物可显著减少超重成年人的能量摄入和体重，强调在体重管理策略中以全谷物替代精制谷物食品的可行性。

2. 对于有代谢综合征风险的成年人来说，食用全谷物对亚临床炎症的血液标志物有有益的影响，对于那些有炎症相关疾病风险的人，应该鼓励他们多吃全谷物。

迈维代谢

武汉迈特维尔生物科技有限公司（简称“迈维代谢”）位于武汉国家生物产业基地--光谷生物城，专注于提供领先的代谢组学技术开发及服务。迈维代谢创新了“广泛靶向代谢组”技术，基于“代谢组+基因组+转录组”的技术路线，近年来以通讯作者身份在Cell、Nature Genetics、Nature Communications、PNAS、Plant Cell、Current Opinion in Plant Biology等国际学术期刊发表多篇论文，引领基因组时代的代谢生物学研究新方向。