长期以来，我们都知道膳食纤维“有益健康”，但到底它是如何保护身体、预防糖尿病的，却始终没有清晰的答案。

在一项覆盖 1.1 万名美国西语裔人群 的研究中，来自阿尔伯特·爱因斯坦医学院的研究团队为这个老问题提供了新的证据——纤维与糖尿病之间，并非简单的“吃与不吃”，而是一条穿越肠道微生物与血液代谢物的复杂通路。

研究者分析了 HCHS/SOL 队列（Hispanic Community Health Study/Study of Latinos）中 11,394 名成年人，通过饮食调查、粪便宏基因组测序和血清代谢组学分析，揭示了一个关键链条：

膳食纤维 → 特定肠道菌群 → 微生物代谢物 → 糖尿病风险。

在为期六年的随访中，研究者发现，每天多摄入 1 克 / 1000 千卡的膳食纤维，糖尿病发病风险就降低约 5%，而摄入最高三分位人群的患病风险比最低三分位降低 29%。

这一结果并不令人意外，但更有价值的是，他们揭示了“为什么”。

图1｜膳食纤维摄入、肠道菌群与糖尿病的多层关联

A. 综合系统发育树显示与纤维摄入显著相关的24个细菌属，其中9个同时与T2D显著相关。红色标示正相关，蓝色标示负相关。

研究显示，膳食纤维摄入高的人，肠道中的 Butyrivibrio、Faecalibacterium、Roseburia 等“益菌”显著增多，而这些菌群正是分解膳食纤维、产生丁酸等短链脂肪酸的核心成员。

相反，那些与低纤维饮食相关的菌，如 Lachnoclostridium、Acidaminococcus，与糖尿病的风险上升密切相关。

这些“坏菌”不仅无法高效利用膳食纤维，还会在肠道环境中生成对代谢不利的物质。

通过对这些菌群功能基因的分析，研究团队进一步发现，高纤维饮食者的肠道中富集了多种糖苷水解酶（glycosylases）——它们能分解植物性多糖，如木聚糖（xylan）和 β-葡聚糖。

例如 xylanase（EC3.2.1.156） 就是一种可将植物细胞壁纤维降解为可利用能量的酶；而其主要来源菌，正是 Butyrivibrio 与 Roseburia。

图2｜与膳食纤维摄入和糖尿病相关的肠道微生物酶类

左侧为与纤维摄入显著相关的17种糖苷水解酶，右侧为这些酶与糖尿病风险的相关性热图。

而真正让研究跃升到新层面的，是“微生物产物”这一环节。

研究者在血液中检测到 624 种代谢物，其中 159 种与膳食纤维摄入相关。进一步分析发现，其中 47 种代谢物与糖尿病风险显著相关，其中最引人注目的是三种：

吲哚丙酸（indolepropionate）、3-苯丙酸（3-phenylpropionate）与桂皮酰甘氨酸（cinnamoylglycine）。

这三种物质都来源于肠道细菌对膳食纤维及芳香族氨基酸的代谢，被证实具有抗炎、抗氧化及改善葡萄糖代谢的作用。

图3｜与纤维摄入和糖尿病风险相关的血液代谢物

红色代表与纤维正相关且与糖尿病风险负相关的代谢物，如吲哚丙酸与3-苯丙酸。

当研究团队将这些代谢物与菌群关联时，出现了一个清晰的“信号”：

Faecalibacterium 和 Butyrivibrio 均与上述三种有益代谢物显著正相关。

进一步的统计模型显示，当把这些代谢物加入分析后，原本菌群与糖尿病风险的关联明显减弱，意味着它们可能正是介导作用的关键环节。

换句话说，“菌”在产“物”，而“物”在护体”。

图4｜纤维-肠道菌-代谢物-糖尿病的综合关联分析

Faecalibacterium 与 Butyrivibrio 与多种有益代谢物呈正相关，而 Lachnoclostridium 与不利代谢物（如 N-乙酰葡糖胺)呈正相关。

研究者总结道，Faecalibacterium–Butyrivibrio–代谢物 这一轴线，或许正是膳食纤维防护糖尿病的生物学通道。

前者通过分解纤维生成丁酸与芳香酸衍生物，维持肠屏障与胰岛素敏感性；后者则通过抗氧化与信号调节，降低炎症与血糖波动。

相反，Lachnoclostridium 和 Acidaminococcus 的增多，与 N-乙酰葡糖胺及羟天冬酰胺升高有关，这两者都被认为是胰岛素抵抗的标志物。

在所有变量调整之后，这项研究的结论仍然坚实：

高纤维饮食不仅改变肠道菌群的构成，更改变了血液的化学风景——让那些能“吃纤维”的菌群多起来，让身体流淌着更有利于代谢的分子。

研究者写道，这一结果“为精确营养和个体化防治糖尿病提供了新的生物学基础”。

这也许意味着，在未来的糖尿病干预中，我们可能不再只计算碳水化合物的克数，而是更关注：

我们喂养的是谁——肠道中的朋友，还是敌人。

参考文献

Wang Z, Peters BA, Yu B, Grove ML, Wang T, Xue X, Thyagarajan B, Daviglus ML, Boerwinkle E, Hu G, Mossavar-Rahmani Y, Isasi CR, Knight R, Burk RD, Kaplan RC, Qi Q.

Gut Microbiota and Blood Metabolites Related to Fiber Intake and Type 2 Diabetes.

Circulation Research. 2024;134:842–854. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.123.323634

来源: 合康谱精准医学科普基地