上篇,介绍了牛、羊、鹿等反刍动物如何消化、吸收、利用膳食纤维。反刍动物有个逆天本领,只需将青草、干草、嫩树叶等等食物反复咀嚼,送到胃里,就完事了。剩下的工作,交给瘤胃中数量繁多、功能强大的原虫、细菌和真菌等微生物。寄居瘤胃中的微生物,负责将食物中的纤维素、半纤维素和果胶等多糖类物质发酵分解,生产制造出乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸(SCFAs)。然后,反刍动物不仅收割微生物的劳动成果,还将微生物这群劳工生吞活剥~消化吸收菌体蛋白质、糖类和脂类,作为营养来源,从而养活自己,坐收渔翁之利,吃肉不吐骨头。人类是杂食动物,没有强大的胃肠道,要想健康活着,就要吃肉又吃菜,哪样也不能缺。仅仅吃点纤维,人类很难存活;但是人类不能没有纤维,有了纤维才能健康活着。人类如何消化、吸收、利用膳食纤维?本篇,咱们聊聊。人类没有反刍动物的反刍绝活,不能消化青草树叶。人类的膳食纤维,是可食用的非淀粉多糖,广泛存在于蔬菜、水果、谷物、坚果等植物中,还有海带、紫菜、木耳、蘑菇等菌藻类中。人体胃、小肠分泌的消化酶,不能消化膳食纤维,这与反刍动物相似,也是依靠寄居在消化道的微生物发酵分解膳食纤维,产生短链脂肪酸。当然,功能没有那么强大,产量也是低了许多。对人类来说,膳食纤维仅仅是辅助、是补充,但是不可或缺;正如维生素、矿物质对于人类,是微量的、但是必需的营养素。人体肠道中有500~1000种细菌,总数达10万亿个,和人体细胞总数相当。膳食纤维不能被人体自己分泌的消化酶代谢,但能被人类大肠中寄居的各种肠道菌群发酵,产生短链脂肪酸。从上图可以看出,人体大肠中寄居着不同菌属的肠道菌群,主要是结肠厌氧菌类,发酵产生各种组分的短链脂肪酸,发挥多种多样的生物功能。
肠道菌群分泌的各种碳水化合物活性酶,发酵、水解、降解膳食纤维,生成戊糖、己糖等单糖,然后,再经过各种复杂的代谢转换,生成短链脂肪酸为主的代谢终产物,被人体肠道上皮细胞吸收、利用和转运。其中,丁酸主要给结肠上皮细胞供能,丙酸经门静脉系统到达肝脏代谢,乙酸进入血液大循环,抵达大脑,发挥肠~脑轴功能。
当然,肠道菌群生产制造了短链脂肪酸,首先养活自己,不然哪有力气干活?这个,也与反刍动物、食草动物一样。至于人类肠道菌群最后的命运,是不是和反刍动物瘤胃中的微生物一样,被宿主生吞活剥——消化吸收肠道菌群的蛋白质、糖类和脂类,没有查到资料,不敢妄言。从供应人体能量角度,膳食纤维倒是无足轻重。《中国居民膳食营养素参考摄入量(2023版)》推荐的膳食纤维摄入量为25~30g/d,而它的产能系数,仅仅2kcal/g,比较一下就明白:碳水化合物4kcal/g,蛋白质4kcal/g,脂肪9kcal/g,酒精7kcal/g。这么少的膳食纤维,这么低的产能系数,经过微生物发酵产生的能量,不超过50~60kcal/d,相对于成年人约2000kcal/d,微不足道。反刍动物和其它食草动物,为什么都有一个圆滚滚的大肚子?因为肚子里藏着大到变态的胃肠道啊!由于分解纤维的效率很低,食草动物从纤维中榨取的营养少之又少,而草料是它们的主食,所以,必须有个巨大的胃肠道系统。还要整天不断吃草,除了睡觉,就是吃草,甚至一边吃食、一边排便,因为分解效率低呀,半数草料原封不动的排出来。唯有如此勤劳,才能利用产能系数极低的膳食纤维,维持生长、发育、繁殖的需要。幸亏人类是杂食动物,并不依赖膳食纤维来维持生长、发育、繁殖。不然,人人挺着圆滚滚的大肚子,除了睡就是吃,还有可能蹲在厕所里,一边吃一边拉。还有,人类大脑的重量仅占体重的2%,却消耗了20%~30%的能量,大脑是全身能耗比率最高的器官。如果人类是食草动物,如何供养得起大脑?哪有时间思考?哪有能力思考?哪有人类文明?膳食纤维对人体的作用,不是简单的能量供应,而是丰富且复杂的生物功能。短链脂肪酸作为肠道菌群的代谢产物,不仅维持肠道健康,越来越多的研究表明,维持大脑和骨骼功能,参与免疫调节、抗炎、抗肿瘤,缓解肥胖、糖尿病和心血管疾病。在流行病学和干预性研究中,膳食纤维已被证明与多种疾病的发生、发展和死亡有重要关联。膳食的纤维的诸多好处,有一个前提,就是你得摄入足够的膳食纤维,让肠道菌群吃饱吃好,才能制造足够的短链脂肪酸,才有各种各样的生物功能。总而言之,摄入膳食纤维,对寄居人类肠道的肠道菌群,对肠道菌群的宿主~人类,是互惠互利,主仆双方皆大欢喜。膳食纤维对人体的作用,将在续集中娓娓道来。代谢综合征TLC项目组,专注中心型肥胖、高血压、高血糖、高血脂、脂肪肝、多囊卵巢综合征等代谢综合征的非药物治疗(强化生活方式干预,TLC),如果依从,可以减轻、有望逆转代谢综合征。讲述代谢综合征的非药物治疗,授人以渔,是我们的宗旨。介绍医学、营养学、运动学知识,合理营养,科学运动,甄别减肥的误区,避免减肥的陷阱。来源 | 代谢综合征TLC项目组