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怎样吃饭最健康,从我们的饮食结构以及食物是如何工作的说起!

发布时间:2019/03/11    浏览:77200次    

在生活的许多方面,只要我们的东西能正常工作,我们可能不会太在意它的内部工作原理。比如,只要我们的车能载我们去上班,很少有人会在乎它是怎么运行的;我们喜欢在朋友圈晒出自己满意的照片,但是很少有人去在乎它的后台是怎么运营的。除非你有特殊或专业的兴趣去了解它们,否则我们大家可能一样,会认为很多事情都是理所当然的。



然而,食物就不同了,它关乎我们的健康,所以我们应该了解食物的结构以及它是如何工作的,这样我们才知道我们应该吃什么,应该什么时候吃。不同食物成分的功能各不相同,它们进入我们的消化道以后的行为也肯定是不一样的。如果我们对食物也是不管不顾,那么,迎接我们的可能就是更粗的腰围、更多的疾病甚至更快的死亡。


事实是,当我们了解了食物的基本构成和我们的身体对食物的反应,我们就会更容易控制自己的饮食方式。今天,我们就一起来看看三种主要的食物营养素以及它们是如何被分解并在身体中被使用的。


三大主要营养素的作用以及它们是如何工作的


食物不仅仅是我们很多人朋友圈里的照片素材,它更是包含我们身体所需的基本营养元素,为身体提供能量和原材料,使器官、组织和细胞能够全天候工作和更新。没有食物,也就没有我们。


这主要是通过食物中的三大主要营养素来实现的:碳水化合物和脂肪(用于供能)以及蛋白质(身体的组成部分)。这些被称为宏量营养素,因为我们大量需要它们。



食物中还包括其它必要的营养元素,即微量营养素,包括维生素、矿物质和抗氧化剂等。这些宏量营养素和微量营养素一起决定了我们的整体健康状况,包括我们的体重、腰围和整体健康风险。


碳水化合物


碳水化合物通常会引起即时的反应。运动员通常会巧妙地利用它们,在大型比赛前摄入碳水化合物。今天,营养界似乎包含两个阵营:一个是讨厌碳水化合物的人,另一个是喜欢碳水化合物的人。那么,让我们来看看碳水化合物到底是什么。


简单地说,碳水化合物就是糖,但这并不意味着所有的碳水化合物都像我们平时所说的白砂糖一样。这里的糖是一个化学术语,糖分子有多种形式,碳水化合物也有多种形式,比如简单糖、淀粉和膳食纤维。它们最基本的组成部分都是单糖分子,人体可以将其分解并转化为葡萄糖,而葡萄糖是人体的主要能量来源。


葡萄糖一旦进入血液,就会快速为身体提供能量。胰腺所分泌的胰岛素将葡萄糖输送到细胞中,为细胞提供能量。葡萄糖是不储存的,所以如果没有立即使用,它就会转化成一种叫做糖原的物质,储存起来,在能量耗尽的时候准备提供能量。糖原是储存在肝脏和肌肉中的一种能量形式,我们的身体可以根据需要召唤它,并能够储备大约两天的量。糖原总是以水合的形式储存,它含有三倍重量的水。因此,当我们进行低碳水化合物饮食时,快速减少的大部分体重其实是我们消耗储存的糖原时减少的水分。一旦重新回到碳水化合物饮食,体重很快就回来了。



虽然我们的身体需要碳水化合物来提供能量,但最好是从复杂的碳水化合物中获取能量,而不是简单的碳水化合物。以简单糖为例,这些常见于食糖、白面和玉米淀粉中的糖,可以立即在身体内开始行动,提供即时的能量,但是也会对我们的许多内部系统造成危害,包括破坏血管内壁,导致高血压、高炎症以及更大的发生心脏、大脑和肾脏疾病的风险。


复杂的碳水化合物,比如全谷类和膳食纤维,会被身体缓慢分解,所以糖被逐渐释放到血液中。这种提供能量的方式为我们的身体系统提供了一个更平静、更有效的运作。


简单糖更容易导致体重增加和糖尿病。这就是为什么我们应该尽量避免添加糖等“白色碳水化合物”,而应该多吃水果、蔬菜、豆类和全谷类等作为碳水化合物来源的原因。


所以,碳水化合物有好坏之分:简单的碳水化合物会在我们体内制造各种各样的麻烦,虽然它们可能让我们一时爽,但是为此而造成的长期损害是不值得的;复杂的碳水化合物安静地控制着我们的身体,让我们的身体高效地工作,虽然它们不会像简单的碳水化合物一样让我们一时爽,但是它给我们带来的长期健康益处是很值得的。


脂肪


长期以来,我们都认为脂肪是导致肥胖的罪魁祸首,高脂肪饮食与大肚腩有关,食物中的脂肪就相当于身体中的脂肪。然而现在,越来越多的人已经意识到,脂肪并不一定是让人变胖的原因,相反,脂肪是我们的饮食中不可或缺的一个宏量营养素。



脂肪用于长期储存能量,脂肪所含的能量是碳水化合物的两倍多。它有两种形式:饱和脂肪和不饱和脂肪。


饱和脂肪在室温下通常是固态的,主要来自动物产品。这些是不太健康的脂肪,它们与炎症和血液中低密度脂蛋白胆固醇的增加有关。饱和脂肪也可能增加胰岛素抵抗的风险。


不饱和脂肪主要来源于植物产品。一致的证据表明,用不饱和脂肪代替饱和脂肪可以降低炎症、低密度脂蛋白胆固醇、智力下降以及患心脏病和癌症的风险。


不饱和脂肪可以进一步分为多不饱和脂肪和单不饱和脂肪。研究表明,富含单不饱和脂肪的饮食与内脏脂肪较少相关。多不饱和脂肪不能在体内合成,我们需要通过饮食来获取。大量研究表明,血液中omega-3脂肪酸含量较高的人患心脏病的风险较低,认知功能也较好。


现在,我们也经常听说反式脂肪,那么反式脂肪是怎么回事呢?反式脂肪是一大类含有反式双键的脂肪酸,是最不健康的一种脂肪。反式脂肪主要有两类:一类是天然的,主要存在于牛羊肉中,但含量不高;另一类主要来自于部分氢化的植物油,也就是我们常听说的氢化油,这是大家膳食中反式脂肪的主要来源。反式脂肪与心脏病和中风有关,也可能与癌症和大脑功能障碍有关。反式脂肪原本是用来改善加工食品的口感和质地的,但是其健康风险使其成为营养学界的一大反派。世界卫生组织已将反式脂肪列入黑名单,我们应该减少甚至避免反式脂肪的摄入。当然,我们无需太担心天然存在于牛羊肉中的那点反式脂肪,我们应该担心和控制的是氢化油。



蛋白质


蛋白质也可以通过转化成葡萄糖来提供能量,但这不是它们的主要用途。蛋白质是生命的基石,它们是由氨基酸组成的,就像各种零件可以组合成各种各样的机器一样,氨基酸是生命有机体的重要物质基础,帮助我们的身体细胞正常运转。每个细胞的重要组成部分都要氨基酸的参与,没有氨基酸,就没有生命。


我们大多数人认为肉类是蛋白质的主要来源,其实所有细胞中都含有大量蛋白质。植物细胞和动物细胞中蛋白质的最大区别是氨基酸,动物蛋白比植物蛋白含有更多种类的氨基酸。通常来说,动物蛋白的氨基酸比例和人体所需的氨基酸比例接近,而植物蛋白会在一些氨基酸上比较缺乏,比如谷物缺乏赖氨酸、大豆缺乏蛋氨酸。因为许多氨基酸身体自身不能合成,所以对于素食者,植物蛋白的摄入应该多样化,相互搭配,以避免营养缺乏。


现在,有人痴迷于蛋白质,补充各种蛋白粉和蛋白饮料。事实上,许多人摄入的蛋白质已经远远超过他们实际所需。每克蛋白质也相当于4卡路里的热量,就像碳水化合物一样,吃太多蛋白质也会导致体重增加。此外,高蛋白饮食还会对肾脏造成压力,所以在保证充足的情况下不建议额外补充。



食物如何影响我们的健康?


我们摄入的食物之所以如此重要,是因为它们无时无刻都在影响着我们。以碳水化合物为例,我们的身体需要严格控制血液中的葡萄糖含量,当它失去这种能力时,那就意味着糖尿病的发生。血糖升高与一系列健康问题有关,包括血管损伤。


血管是为我们的身体器官提供营养和清除废物的关键。血管的损伤会导致全身的损害。糖尿病患者可能会出现肾衰竭、眼睛问题、心脏病、中风、精神障碍和伤口愈合不良等。


我们每个人都应该知道,当我们摄入碳水化合物时,血糖会升高,摄入的碳水化合物越简单,摄入越多,血糖升高就越多。


随着血糖水平的升高,胰岛素会从胰腺释放到血液中,帮助输送葡萄糖用于提供能量,并将血糖恢复到不会造成损害的水平。胰岛素刺激肌肉和脂肪细胞把葡萄糖从血液中汲取出来,把葡萄糖从细胞外运送到细胞内。此外,胰岛素可以刺激肝脏和肌肉将葡萄糖以糖原的形式储存。


问题是,肝脏储存糖原的能力有限。任何输送到肝脏的额外葡萄糖都会转化为一种称为甘油三酯的脂肪酸,这是身体脂肪的主要类型。它们储存在肝脏中或者以低密度脂蛋白的形式被包装,然后被运送到我们的血液中。它们可以帮助修复血管上的伤口,但是过量的话会积累在血管壁上形成动脉粥样硬化斑块。

这就是为什么摄入过多的葡萄糖会增加脂肪肝的风险。脂肪肝与胰岛素抵抗有关,胰岛素不能有效地促进葡萄糖从血液进入细胞。血液中的糖分越多,对身体的伤害越大,储存的脂肪也越多。



当胰岛素抵抗发生时,就如同细胞有了听力障碍,听不到来自胰岛素的呼唤,为了引起细胞的注意,胰腺必须通过制造更多的胰岛素来获得反应。如果出现胰岛素抵抗,可能会发生三件事:第一,当摄入正常数量的葡萄糖时,血糖也会高于正常水平,因为胰岛素无法将葡萄糖输送到细胞内,细胞听不到胰岛素的呼唤;第二,因为血糖仍然很高,胰腺会分泌出比实际需要更多的胰岛素;第三, 这些多余的葡萄糖会附着到蛋白质上,导致蛋白质功能下降。结果就是,更容易患上2型糖尿病。


前面我们说过,我们什么时候吃东西对血糖水平也有重要影响。我们的身体在一天的晚些时候更容易出现胰岛素抵抗,所以我们吃得越晚,血糖就越有可能升高。


超重会使我们产生胰岛素抵抗,这种抵抗还可能使我们进入一个积累更多脂肪的恶性循环,从而产生更多的胰岛素抵抗。这是因为吃一顿会使我们的血糖大幅升高的食物会引起血糖水平的过山车。换句话说,吃高升糖指数的食物会快速升高血糖,而血糖的快速升高又伴随着胰岛素的快速升高。胰岛素使细胞吸收葡萄糖,使血糖降至低于正常水平。当这种情况发生时,我们就会渴望碳水化合物,并开始新一轮的循环。因此,食用高升糖指数的碳水化合物会导致胰岛素水平上升和下降的恶性循环,从而导致你吃得过多。



我们是如何变胖的呢?


任何宏量营养素,脂肪、碳水化合物和蛋白质,如果吃得太多,都会导致体重增加。因为脂肪是三种宏量营养素中能量密度最高的,大量摄入脂肪会很快导致卡路里摄入过多而消耗不足。那些身体不能用来提供能量或者不能储存在有限的糖原里的东西就会被储存成脂肪,以备能量耗尽时使用,从进化的角度来看,这一过程在饥荒时期确实派上了用场,但是在现在营养充足的时代,其结果就是变胖。


我们会在皮肤下储存了一些脂肪,称为皮下脂肪。但是,那些储存在我们器官周围的脂肪更危险,叫做内脏脂肪。内脏脂肪与代谢紊乱有关,比如胰岛素抵抗和2型糖尿病,同时也会增加心血管疾病的风险;它也可能与女性乳腺癌和男性前列腺癌有关。


想知道你有多少内脏脂肪,可以做一个全身扫描。但是一个简单的方法是测量你的腰围身高比,它可以衡量身体脂肪的分布情形,比我们所熟悉的身高体重指数更好,腰围身高比较高的人,其肚腩赘肉也较多。理想的比例是腰围是身高的一半或更少。


我们应该如何减肥?


我们的身体会优先利用葡萄糖作为能量来源,因为脂肪更适合长期储存。我们为了消耗更多的脂肪而不是葡萄糖,我们需要消耗尽糖储存并开始利用脂肪。那么,我们可以怎么做呢?首先,减少卡路里的摄入;第二,尽量避免简单碳水化合物的摄入,这样身体会利用脂肪作为能量,而不是葡萄糖;第三,注意营养的均衡,同时,什么时候吃也很重要,保证一天营养足够的情况下,早上多吃,晚上少吃。



怎样吃最健康?


饮食是维持健康的关键因素之一,那么,怎么吃最健康呢?根据我们这几天的讨论,健康饮食的两个重要方面就是“吃什么”和“什么时间吃”了。我们的目标是在合适的时间摄入合适的食物,通过摄入健康的食物(吃什么的问题)并将食物摄入与我们身体的运作同步(什么时间吃的问题),我们将获得更健康的体重,更充沛的精力和更低的疾病风险。


吃什么?


我们应该尽量避免加工食品和所有的简单糖。加工食品被设计成高盐、高脂和高糖,使它们美味可口。加工食品通常是低膳食纤维或完全缺乏膳食纤维的,它们是部分消化的而且容易让人上瘾。我们的身体会很快接受这些所谓的“食物”中的所有卡路里,这些食物会导致我们的血糖飙升,扰乱我们的食欲激素。偶尔吃一次不会对我们造成伤害,但是长期食用加工食品会严重危害健康。


优质碳水化合物


优质的碳水化合物应该是那些复杂的碳水化合物,它们的升糖指数较低,身体需要较长的时间才能分解。比如,西兰花、洋葱、芦笋以及各种绿叶蔬菜等不含淀粉的蔬菜,它们富含膳食纤维类复杂碳水化合物。


淀粉类蔬菜,比如煮熟的土豆,其本质上是糖分子长链,它们会使我们的血糖升高。但是煮熟的土豆放凉后其中的淀粉就变成了抗性淀粉,对血糖的影响较小,它更像膳食纤维,增加饱腹感,改善肠道菌群的健康。


全谷物也是主要由碳水化合物组成,但由于它们通常升糖指数较低且含有抗性淀粉,也是优质碳水化合物的来源。


水果含有大量的植物营养素以及抗氧化剂。虽然水果中含有糖,但也含有大量的膳食纤维,这些纤维往往与糖结合在一起,这会降低身体吸收糖分的能力,所以最好是吃完整的水果,而不是果汁,这有助于保持血糖水平。


我们应该减少简单的碳水化合物的摄入。当我们摄入碳水化合物时,血糖会升高,摄入的碳水化合物越简单,摄入越多,血糖升高就越多。



健康脂肪


健康脂肪应该主要来源于植物,比如橄榄,牛油果、坚果,尤其是核桃,它们富含不饱和脂肪酸。一些深海鱼类也含有健康脂肪,是omega-3脂肪的重要来源。


饱和脂肪应该减少摄入,反式脂肪应该尽量避免,主要是那些人工合成的氢化油,天然存在于牛羊肉中的反式脂肪不必太担心。


蛋白质


动物蛋白和植物蛋白都是蛋白质好的来源,但是通过肉类摄入动物蛋白,往往也会伴随着摄入较多的饱和脂肪。所以,在摄入蛋白质方面可以以植物性食物和鱼类为主,也可以吃一些鸡肉,而以猪肉、牛肉、羊肉类为辅。


植物蛋白和动物蛋白的最大区别是氨基酸,通常来说,动物蛋白的氨基酸比例和人体所需的氨基酸比例接近,而植物蛋白会在一些氨基酸上比较缺乏,比如谷物缺乏赖氨酸、大豆缺乏蛋氨酸。因为许多氨基酸身体自身不能合成,所以对于那些素食者,植物蛋白的来源应该多样化,以避免营养缺乏。


当然,无论是碳水化合物、脂肪还是蛋白质,即使是优质健康的,也应该适量,摄入过多也会导致肥胖,蛋白质的摄入过多还会导致增加肾脏的负担。


什么时间吃?


什么时间吃和吃什么同样重要,两者缺一不可。合理安排进食时间,让饮食时间与我们的生物钟同步,可以让食物更好的为我们工作。那么,怎样安排比较合理呢?


早上多吃,晚上少吃。建议在下午2点之前摄入全天所需热量的四分之三。



尽量把一日三餐进食的时间安排在白天的10-12小时内甚至更短,夜宵就免了吧。



尽可能提前吃饭,而不是推迟吃饭,尤其是晚餐,如果没有办法只能推迟,那就少吃点吧。



间歇性禁食也被证明对健康有好吃,一是把每天的禁食时间压缩至6-8小时,二是每周有两天减少进食,或许我们可以把禁食时间放在晚餐,一周2-3天不吃晚餐。



 

研究人员还分析了回肠上皮细胞的基因表达,发现定植健康婴儿肠道细菌的小鼠和定植牛奶过敏婴儿肠道细菌的小鼠回肠上皮细胞的基因表达有所不同。

定植健康菌群的小鼠最显著富集的基因是参与“糖酵解过程负向调控”的基因,而定植牛奶过敏婴儿菌群的小鼠最显著富集的基因是参与“单羧酸代谢过程”的基因。

这说明肠道细菌可能与回肠上皮细胞的基因表达调控存在一定的关联,从而调控机体的免疫系统,免于出现对牛奶的过敏反应。

总的来说,这些来自小鼠模型的发现表明肠道菌群失调在食物过敏的发病机制中起着重要作用。

 

肠道菌群影响食物过敏风险的可能作用机制

肠道菌群影响食物过敏风险的可能作用机制包括:

(1)调节2型免疫反应;

(2)影响免疫成熟和免疫耐受性;

(3)调节嗜碱性粒细胞的数量;

(4)4)促进肠道屏障功能。


 

1、调节2型免疫反应

辅助T细胞,简称Th细胞,根据自身所分泌的细胞因子,分为Th1Th2细胞两个亚群。

Th1细胞主要分泌IL-2IFN- γ和TNF-β 等细胞因子,主要介导细胞免疫反应,在诱发器官特异性自身免疫病,器官移植排斥反应和抗感染免疫中起着重要的免疫调节作用。

Th2细胞主要分泌IL-4IL-5IL-6IL-10IL-13,主要调节体液免疫反应,在诱发过敏反应中起着决定性的作用。

机体正常时,Th1Th2细胞功能处于动态平衡状态,维持机体正常的细胞免疫和体液免疫功能;当机体受到异己抗原攻击时,Th1Th2细胞中某一亚群功能升高,另一亚群功能降低,该现象即为Th1/Th2漂移。

在食物过敏反应中,Th2被过度产生而Th1却被削弱了。

 

无菌小鼠研究表明肠道菌群在调节Th2型免疫反应中的作用。

无菌小鼠更容易对牛奶蛋白和卵清蛋白过敏。在过敏原的刺激下,无菌小鼠表现出更严重的全身过敏反应,直肠温度降低,血液中肥大细胞蛋白酶-1和β-乳球蛋白特异性IgG1水平升高以及系统免疫向Th2偏移。

在没有微生物存在的情况下,IL-33(一种Th2型细胞因子)在肠上皮细胞中的表达增加。

肠道菌群的存在可以诱导IL-6IL-23的产生,抑制2型免疫反应。肠道菌群也可以通过视黄酸依赖的方式诱导RORγt阳性调节T细胞来调节2型免疫反应。

RORγt阳性调节细胞通过表达高水平的CTLA4调节树突状细胞的共激活因子功能,从而调节肠道Th2细胞的产生。

缺乏RORγt阳性调节T细胞的小鼠会产生更多的2型细胞因子IL-4IL-5


 

2、免疫成熟与耐受

宿主免疫成熟需要宿主特异性的肠道菌群的定植。比如,无菌小鼠CD4+CD8+ T细胞水平低,T细胞增殖率低,树突状细胞少,抗菌肽表达低,表明免疫成熟受到影响。

给无菌小鼠定殖分节丝状菌(一种小鼠共生菌),可以部分恢复RORγt阳性调节T细胞数量。这些结果表明,宿主特异性的肠道菌群可能与免疫成熟有关。

 

在小鼠模型中,肠道微生物定植可以促进调节T细胞的扩散,这对于免疫耐受和适应性免疫的调节至关重要。

小鼠通过口服定植某些梭菌菌株可以通过刺激肠上皮细胞转化生长因子β的分泌,促进结肠调节T细胞的数量。

此外,菌株特异性的梭菌定植可诱导调节T细胞中的关键抗炎分子,导致过敏疾病模型的表型减弱。

拟杆菌属菌株也能促进调节T细胞和功能,但其作用程度较低。

 

肠道微生物的存在也促进肠道巨噬细胞IL-1β的分泌,导致3型先天淋巴细胞释放粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子和随后树突状细胞和巨噬细胞释放视黄酸和IL-10

视黄酸和IL-10反过来又促进了局部调节T细胞的扩散。

 

一项研究从人类粪便中分离出17株能够增强调节T细胞数量的细菌菌株,均为梭菌属细菌。在另一项研究中,给小鼠定植梭菌可以防止花生过敏,表现为在过敏原的刺激下花生特异性的IgE和总IgE水平降低。


3、调节嗜碱性粒细胞数量

肠道菌群可能通过调节嗜碱性粒细胞数量来调节过敏反应。使用广谱抗生素处理的小鼠,嗜碱性粒细胞数量增加,Th2细胞反应加剧,IgE浓度升高。小鼠嗜碱性粒细胞的缺失可以减弱Th2细胞反应,表明嗜碱性粒细胞参与过敏性炎症反应。

 

4、促进肠道屏障功能

肠道菌群可促进IgA的分泌,促进免疫排斥,减少过敏原的摄入。例如,无菌小鼠粪便IgA水平可以通过梭菌的定植得以恢复,或通过单形拟杆菌(Bacteroides uniformis)的定植得以部分恢复。IL-22是一种通过促进杯状细胞分泌黏液保护肠道上皮屏障的细胞因子,定植梭菌的无菌小鼠固有层淋巴细胞中IL-22的基因表达上调,同时分泌黏液的杯状细胞数量增加。这会影响肠道屏障对食物过敏原的通透性,比如,花生Arah2Arah6蛋白,因为梭菌定殖的小鼠在花生灌胃后这些蛋白的血液浓度降低。

 

以肠道菌群为靶点治疗食物过敏

现在越来越多的人受到食物过敏的影响,目前还没有有效的治疗食物过敏的方法,这些研究提出了一个非常有趣而且非常重要的问题,那就是肠道菌群是否可以帮助预防和治疗食物过敏。

肠道菌群可以调节食物过敏易感性的研究结果表明,调节肠道菌群至对宿主有利的状态可能具有治疗食物过敏潜力。调节肠道菌群的方式包括饮食、益生菌、益生元、合生元和粪菌移植。

 

1、饮食与肠道微生物的重要性

饮食和肠道微生物是免疫系统成熟的关键调节因子。

孕期和哺乳期的母亲饮食以及从出生到24月龄时的婴儿饮食,可能会影响食物过敏的发生风险。

最近的一项研究表明,富含水果蔬菜和家庭自制食品的健康饮食,可以减少婴儿24月龄时食物过敏的发生。

膳食中的营养物质可以影响肠道菌群组成和细菌代谢物的产生。

地中海式饮食被认为是一种健康均衡的饮食,其特点在于大量食用杂粮、豆类、水果、蔬菜、橄榄油和坚果,适量摄入红酒、家禽和鱼类,少吃红肉和甜食。

孕期和生命早期摄入地中海式饮食已被证明对儿童过敏性疾病具有保护作用。这些作用可能源于大量摄入不可消化的膳食碳水化合物、富含omega-3的有益脂肪酸、高含量的多酚和其它抗氧化剂。

 

食物中不可消化的碳水化合物是肠道细菌的主要营养来源,可被发酵产生短链脂肪酸。

研究表明,饮食中不可消化的碳水化合物的摄入量减少会降低肠道中分解纤维的细菌数量,而增加分解黏液的细菌数量。对地中海式饮食的高依从性与肠道普氏菌的丰度以及短链脂肪酸的产生增加有关。

 

短链脂肪酸诱导的免疫调节机制是饮食、肠道微生物和过敏性疾病之间最密切的联系之一。短链脂肪酸主要包括乙酸、丙酸、丁酸和戊酸。产短链脂肪酸的细菌代表的是一个功能菌群,包括普氏栖粪杆菌(Faecalibacterium prausnitzii)和直肠真杆菌(Eubacterium rectal)。短链脂肪酸是结肠细胞的主要能量来源,可以影响参与免疫耐受网络的多种非免疫功能(紧密连接蛋白、黏液产生)和免疫功能(巨噬细胞、中性粒细胞、树突细胞、T细胞和B细胞)。

 

短链脂肪酸中的丁酸在诱导免疫耐受中发挥关键作用。CD103+树突细胞通过启动固有免疫应答、调节适应性免疫应答及诱导免疫耐受,调节机体免疫功能。丁酸能够调节CD103+树突细胞,减少促炎细胞因子的产生,增强视黄酸的表达,随后促进视黄酸调节的能够诱导免疫耐受的树突细胞的产生。丁酸还能促进B细胞分化,增加IgAIgG的产生。

 

许多过敏儿童存在丁酸缺乏的现象。肠道中产芽孢的梭菌目细菌可以产生丁酸。那些牛奶过敏症状能够迅速缓解的儿童中产丁酸的细菌明显较多。这些数据也表明,使用短链脂肪酸来对抗食物过敏的潜力。有研究发现,口服丁酸可以显著抑制牛奶过敏小鼠模型中的急性皮肤过敏反应、过敏症状评分、肠道通透性增加、抗β乳球蛋白IgEIL-4IL-10的产生,表明丁酸对食物过敏的保护作用。

 

2、益生菌

益生菌是指摄入一定数量能够给宿主带来健康益处的活性微生物。

免疫耐受是食物过敏的主要治疗靶点。有证据支持益生菌可以在免疫耐受网络的不同水平发挥作用:

1)调节肠道菌群的结构和功能,比如增加丁酸的产生;

2)与肠细胞相互作用,进而调节非免疫和免疫耐受机制,非免疫耐受机制包括调节肠道通透性和黏液厚度,免疫耐受机制包括刺激分泌型免疫球蛋白A和β-防御素的产生;

3)调节细胞因子反应。


 

使用选定的益生菌菌株刺激人外周血单核细胞是研究这些微生物对免疫细胞影响的常用实验工具。

将人外周血单核细胞与植物乳杆菌和青春双歧杆菌共同培养可增加调节性细胞因子IL-10IFN-γ的产生。

将益生菌混合物(干酪乳杆菌、乳酸乳球菌、嗜酸乳杆菌、唾液乳杆菌、婴儿双歧杆菌、乳双歧杆菌和长双歧杆菌)添加到食物过敏儿童的外周血单核细胞培养物中,可以刺激Th1细胞及相关细胞因子的增加。

给食物过敏儿童补充该益生菌混合物3个月,其外周血单核细胞中T细胞和B细胞的增殖增加,IgE的产生减少。

研究人员使用肠道上皮细胞和外周血单核细胞共培养模型体外模拟肠道黏膜免疫系统,发现益生菌短双歧杆菌和鼠李糖乳杆菌可以抑制促炎细胞因子IL-23IL-17的激活。

 

该领域另一个常用的实验工具是使用食物过敏动物模型。在卵清蛋白致敏的小鼠模型中,口服婴儿双歧杆菌可以降低血清中卵清蛋白特异性的IgEIgG1水平以及脾脏细胞Th2细胞因子的释放。

此外,肠道菌群分析表明,益生菌介导的保护作用是通过粪球菌和理研菌的大量富集来实现的。

口服丁酸梭菌能够显著改善β-乳球蛋白致敏小鼠的过敏性反应症状,增加小鼠脾脏中分泌型IgA的水平。给新生无菌小鼠单一补充干酪乳杆菌可调节其对牛奶蛋白的过敏易感性。

其它研究也观察到了类似的结果,他们在β-乳球蛋白致敏小鼠中观察到,补充婴儿双歧杆菌后IgEIL-4IL-13的浓度下降。

口服一种由嗜热链球菌、短双歧杆菌、长双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、副干酪乳杆菌和保加利亚乳杆菌组成的复合益生菌可以显著降低食物过敏小鼠的Th2免疫反应,并预防过敏反应。

同样,将来自致敏小鼠的脾脏细胞与益生菌混合物共培养,可以减少过敏原刺激的IL-13IL-5的产生,增加IFN-γ和IL-10的产生。

在牛奶过敏小鼠模型中,鼠李糖乳杆菌具有免疫调节作用。补充鼠李糖乳杆菌可以抑制Th2反应,比如减少过敏反应分数和降低血清中牛奶蛋白特异性的IgG1水平,同时促进IFN-γ和牛奶蛋白特异性的IgG2a水平。同样,在β-乳球蛋白致敏小鼠模型中,在深度水解酪蛋白配方奶粉中添加鼠李糖乳杆菌可以显著降低过敏反应以及IL-4IL-5IL-13和特异性IgE的产生。

 

有少数临床试验调查了益生菌在预防或治疗食物过敏方面的潜力,这种潜力具有菌株特异性而且在儿童中表现得更明显。

一项随机双盲安慰剂对照试验表明,补充添加有干酪乳杆菌和乳双歧杆菌的低敏配方奶粉12个月并没有改善牛奶过敏儿童对牛奶蛋白的免疫耐受获得率。

 

而另一项研究发现,含有益生菌鼠李糖乳杆菌的深度水解酪蛋白配方奶粉能够加速牛奶过敏儿童免疫耐受性的获得。

干预12个月后,使用深度水解酪蛋白配方奶粉干预的儿童中53.6%不再过敏,而使用含有鼠李糖乳杆菌的深度水解酪蛋白配方奶粉干预的儿童中81.5%不再过敏。

 

随后的研究比较了健康婴儿和牛奶过敏婴儿在使用含有或不含有鼠李糖乳杆菌的深度水解酪蛋白配方奶粉干预前后肠道菌群的差异,表明食物耐受的婴儿肠道中布劳特氏菌属和罗斯氏菌属细菌更多,短链脂肪酸丁酸的浓度更高,因此研究人员推测这些菌属中的特定菌株的获得与食物耐受有关。

 

另一项在婴儿人群中进行的3年随访研究进一步证实了含有鼠李糖乳杆菌的深度水解酪蛋白配方奶粉干预后牛奶过敏治愈率更高,其它特应性表现的发生率更低。这些效应至少部分是通过鼠李糖乳杆菌对免疫功能的调节以及通过促进产丁酸的肠道细菌的生长来实现的。同样,湿疹和/或牛奶过敏儿童接受含有鼠李糖乳杆菌的深度水解酪蛋白配方奶粉干预,对于减轻炎症和胃肠道症状有好处。

 

益生菌也被认为可以增强免疫治疗的有效性。口服免疫疗法是目前研究最多的治疗持续性食物过敏的方法,其原理是基于反复口服和肠道暴露于抗原通常会导致耐受。一项随机双盲安慰剂对照试验发现,鼠李糖乳杆菌联合花生口服免疫治疗18个月后,受试者对花生脱敏率更高。研究人员对参与该项研究的56名益生菌联合口服免疫治疗的患者中的48位进行了追踪调查,在治疗结束4年后,他们仍能够吃花生而不会造成严重后果,研究人员称这种状态为“持续无反应性”。但是由于该研究缺乏单独使用益生菌和单独采用口服免疫治疗的对照,所以益生菌的具体疗效尚不清楚。

 

值得注意的是,关于益生菌与食物过敏的研究仍然有限,还需要更多的数据支持。

 

3、益生元、合生元和粪菌移植

益生元是一种不可消化的食物成分,可以选择性地促进宿主肠道有益细菌的生长和活性。例如,纤维是一种益生元,许多肠道细菌利用纤维作为其营养来源,从而产生短链脂肪酸,而短链脂肪酸被认为有助于抑制过敏性炎症反应。益生元经常被添加到婴儿配方奶粉中。有效的益生元在上消化道不会被消化或吸收,它们进入大肠后被肠道微生物选择性地利用,具有促进健康的作用。

少数临床研究表明婴儿补充益生元对食物过敏的发生没有影响。然而,有个别研究发现哮喘和湿疹的风险降低了。

 

益生菌和益生元的组合被称为合生元。粪菌移植是指将健康人粪便中的功能菌群移植到患者肠道中,重建患者的肠道菌群,实现肠道及肠道外疾病的治疗,例如艰难梭菌感染的结肠炎患者的治疗。

针对食物过敏的合生元和粪菌移植试验仍在进行中。

 

虽然目前的数据还不足以推荐任何一种方法用于预防和治疗食物过敏,但是每一种方法都表现出了巨大的潜力。

考虑到食物过敏的复杂病因和过程,采用多种方法的组合来预防和治疗食物过敏可能比单一的方法更加有效。

 

总结

肠道菌群可能成为治疗和预防食物过敏的一个有希望的靶点。

研究结果令人鼓舞,但还需要更多的数据以更好地确定调节饮食-肠道微生物-免疫系统轴对抗食物过敏的潜力。

肠道微生物与免疫系统之间的交互作用可以通过肠道菌群组成直接发生,也可以通过其代谢产物(比如短链脂肪酸)的作用间接发生。

肠道微生物-免疫系统轴的正向调节可通过促进上皮完整性、肠道通透性、黏液产生、耐受性树突细胞、调节性T细胞分化、细胞因子产生和浆细胞释放分泌性IgA来对抗食物过敏的发生。

 

这些发现要应用于人类仍有许多需要了解的地方,还需要更进一步地了解肠道微生物对导致过敏原致敏和食物过敏的免疫机制的影响。

对严重食物过敏人群进行纵向研究和干预试验将有助于填补这一知识的空白。对食物过敏高危儿童的肠道微生物组进行评估将推动个性化干预,以维持或恢复肠道菌群的健康状态。

深入了解营养物质和代谢产物或益生菌如何影响肠道菌群和免疫系统,将有助于建立一种精准的食物过敏治疗方法。

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