地中海饮食通过调控肠道菌群代谢改善中年人群代谢健康的作用机制

【字体: 时间:2025年09月07日 来源:BMC Microbiology 4.2

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  本研究针对全球肥胖及相关代谢疾病高发的健康危机,探索了地中海饮食(MedD)通过调节肠道菌群及其代谢产物发挥健康效益的机制。研究人员通过16S rRNA测序和血清代谢组学分析368名40-65岁受试者发现,高MedD依从性(Q4组)显著增加Prevotella等纤维降解菌丰度,提升α多样性,并促进p-羟基马尿酸等有益代谢物生成。该成果发表于《BMC Microbiology》,为饮食-菌群-代谢轴在慢性病防治中的应用提供新证据。

  

随着全球肥胖及相关代谢疾病发病率的持续攀升,饮食干预作为可调控因素备受关注。地中海饮食(Mediterranean Diet, MedD)以其富含膳食纤维、多酚和不饱和脂肪酸的特点,被公认为最健康的饮食模式之一。然而,这种以植物为主的饮食模式如何通过肠道微生物组发挥健康效益,其具体机制尚未完全阐明。与此同时,高热量、低营养的西方饮食(Western diet)的普及,正导致肠道菌群多样性下降和代谢紊乱的恶性循环。在此背景下,Shrushti Shah团队在《BMC Microbiology》发表的研究,首次系统揭示了MedD通过重塑中年人群肠道菌群结构及代谢网络,实现健康促进的分子机制。

研究团队采用横断面观察设计,从加拿大阿尔伯塔省"明日计划"队列中筛选368名40-65岁受试者,通过改良地中海饮食评分(mMDS)将其分为四个依从性等级(Q1-Q4)。核心技术包括:1)加拿大饮食史问卷(CDHQ-II)评估饮食组成;2)16S rRNA基因测序分析粪便菌群;3)LC-MS/QTOF非靶向代谢组学检测血清代谢物;4)多变量统计模型(MaAsLin2)解析菌群-饮食关联。

Mediterranean diet enriches participant microbial diversity and composition

α多样性分析显示,高MedD依从组(Q4)的Shannon指数显著高于低依从组(Q4: 4.34±0.24 vs. Q1: 4.17±0.34),表明饮食质量与菌群丰富度正相关。LEfSe分析鉴定出Q4组特异性富集的Prevotella corporis(LDA=2.8)和Sutterellaceae(LDA=3.3),而Q1组则以Coriobacteriaceae(LDA=-2.4)为特征。MaAsLin2校正模型进一步证实,Q4组的Clostridium XIVb、Coprobacter等纤维降解菌显著增加(q<0.25),这些菌株能分解复杂碳水化合物产生短链脂肪酸(SCFA)。

Distinct metabolite patterns are associated with Mediterranean diet consumption

代谢组学发现Q4组血清中多酚衍生代谢物p-羟基马尿酸(log2FC=1.8)和色氨酸代谢产物吲哚乙醛(log2FC=1.7)显著升高,二者均具有抗炎和抗氧化特性。值得注意的是,食品添加剂聚氧乙烯山梨醇单油酸酯(P80)在Q1组浓度更高(log2FC=-1.9),该物质与认知功能下降相关。

Gut microbiota reflects components of the Mediterranean diet

冗余分析显示,豆类(legumes)和蔬菜分别解释菌群变异的14.3%和11.7%(p<0.01)。Spearman相关网络揭示,Prevotella与豆类摄入呈正相关(r=0.42),而与饱和脂肪呈负相关(r=-0.38),证实植物性饮食对菌群结构的定向调控作用。

该研究创新性地构建了"饮食-菌群-代谢物"三维互作网络,阐明MedD通过增加Prevotella等有益菌丰度,促进多酚和色氨酸代谢物生成,从而改善代谢健康的分子机制。这些发现为基于精准营养的慢性病防控提供了重要理论依据:一方面,增加豆类、全谷物等膳食纤维摄入可优化菌群结构;另一方面,监测p-羟基马尿酸等代谢标志物有望成为评估饮食干预效果的新指标。研究局限性在于横断面设计难以确立因果关系,未来需通过干预试验验证这些发现。

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