中學生腸道微生物群及營養與健康研究

王利茹

摘 要：中學生體內微生物對其身體健康、營養攝入產生重要影響，體內不同的微生物特征決定著中學生個體化的飲食差異。本文通過對人類腸道微生物群和膳食之間的關系的分析，對中學生腸道微生物群及營養與健康的分析，提出相關發展性建議。

關鍵詞：中學生;腸道微生物群;營養;健康

基金項目：本文系2019年度河南省基礎教育教學研究項目“城鄉結合部初中生合理膳食的認知與行動”（項目編號：JCJYC19080387）研究成果。

人體腸道中的微生物菌群指的是在人體消化系統當中生存生物的統稱，現階段國內外的研究主要集中在細菌方面，同時也有包括病毒、真菌以及原生生物等微生物的研究，各項微生物之間具有緊密關聯、相互作用的在人體消化系統中發展，利用接觸、分泌等形成巨大復雜的相互作用網絡，繼而形成一個動態化、平衡化的微生物生態體系，并與人體的身體健康產生緊密關聯。

1 人類腸道微生物群和膳食之間的關系

人類近七百萬年演化歷史使我們從古猿分裂出來，逐漸演變成早期智人，再到晚期智人。隨后我們的祖先又經歷了認知變革和農業變革，在這個過程當中，出現了一系列的變化，都與人類的生活方式息息相關。人類從早起的游牧時代演化到后來的農耕定居時代，不僅生活產生了翻天覆地的變化，其飲食結構也出現巨大轉變，對肉類的使用量大幅上漲，造成腸道微生物菌群出現巨大改變。

隨著人類飲食結構的改變，大腸功能逐漸退化，腸道微生物菌群原本的多樣性函數值隨之減小，大量微生物滅絕。這與人類植物膳食纖維攝入量降低，肉類食品增加具有緊密關聯。據相關研究發現，包括牛、羊、馬、駱駝等在內的草食動物體內的微生物菌群相對于犬、狼、老虎、灰熊等肉食性動物更加豐富多樣。

腸道中微生物菌群的核心功能是對生物所攝入的食品進行加工分解，在經過微生物的代謝轉化以后，對人體活動所需要的營養成分提供支持，與人體免疫系統形成相互作用。由此可見，中學生腸道中的微生物菌群受飲食習慣影響，而微生物菌群又影響著中學生的身體健康。

多糖膳食纖維作為人體第七大營養元素，經過人體腸道微生物后衍生出短鏈脂肪酸（short-chain fatty acids）、色氨酸（Tryptophan）代謝制造的苯并吡咯（Indole）、維生素P藥理特性修飾等均為典型案例。其中，色氨酸能夠作為腸道中G蛋白偶聯受體（Protein-Coupled Receptors）血清素受體或5-HT受體，能夠對中學生腸胃的蠕動發揮功效。據研究表明，N-酰基酰胺合酶（N-Acetylglutamate）在腸道菌群中聚集，繼而合成脂質物和GPCRS發生反應，調節中學生腸道的代謝，有利于中學生免疫系統的發展。

2 中學生腸道微生物群及營養與健康分析

關于我國中學生腸胃菌群、營養、健康、膳食幾個層面之間關系的學術論文較多，進行了大量的研究和綜述，因此本文不進行相關內容講解。然而，關于中學生營養不良問題和腸道中微生物菌群之間關系的研究并不多，相關研究人員必須有效區分是能力攝入過低導致，還是由于微量元素的匱乏所導致。在能量攝入方面可以通過對中學生體重變化的研究觀測到表型，也就是學術領域的隱性饑餓，英文翻譯為hidden hunger。隱性饑餓對于中學生身體健康的影響相當較大，在具體臨床現象發生以前，主要表現在身體相對同齡人矮小，據統計，全世界因此而導致發育遲緩的兒童數量超過1.5億，其中11周歲到16周歲的中學生占比39.18%。隱性饑餓中學生時常出現腹瀉癥狀，體內缺少鋅元素，并且還會造成除鋅元素以外的其他微量元素減少，使腸道失去正常功能。

通過相關人員的動物實驗報告我們發現，對中學生進行鋅元素的專項補充，能夠有效提升腸道微生物菌群的豐富性，提高革蘭氏陰性菌（Gram-negative）、厭氧菌（anaerobic bacteria）以及乳桿菌（Lactobacillaceae）整體數量，短鏈脂肪酸也會大幅增加。與此同時，患有缺鐵性貧血癥狀的女性中學生，腸道中如乳桿菌的下降，鐵轉運蛋白存于升結腸，如果有容易消化的碳水化合物存在其中，通過細菌的發酵作用將產生丙酸，繼而增加鐵的吸收水平。因為軟桿菌能夠利用異性如氨酸發酵的方式將如氨酸分解成C2_C6，由此可見，中學生乳桿菌降低和其缺鐵具有密切關聯。

由于中學生腸道內微生物菌群具有較大的個體差異，不同中學生所適應的飲食需要依照其腸道中的微生物菌群而決定，在一項對一千名中學生物微生物和膳食關系的研究當中，清華大學楊光元、李德亮教授開發了一種機器智能化的學習算法，對餐后血糖個性變化實現預測，繼而在后續驗證中得以充分證明，因人而異的膳食干預，能夠將中學生的血糖調節至合理范圍。除此以外，還有一項關于主食、腸道中菌群以及人體血糖三者之間關系的研究，僅利用對腸道中微生物的數據分析，便能夠預測受試中學生對不同主食的血糖反應，繼而以科學合理的手段建立干預方案，使血糖更加平穩。值得我們強調的是，多糖膳食纖維是被人體健康腸道系統所忽視的第七大營養元素，需要以標準化的方式隨機對照雙盲臨床觀測，繼而表達出多糖膳食纖維對中學生身體健康的影響和作用。已經有研究表明，多糖膳食纖維的大量攝入，能夠有效轉變青少年糖尿病患者的發病情況，藥物與加工食品當中的人工食品添加劑，會對腸道當中的微生物菌群產生影響。

3 結語

為提升我國中學生身體素質，有效利用其體內微生物菌群，挖掘微生物菌群和飲食之間的復雜關系。第一，我們需要深層次鑒定人體從出生致死亡不同階段，維持身體健康所需不同菌群的特征。第二，堅定這些菌群特征是否對十周歲到十六周歲的中學生有普適性作用。第三，闡述哲學微生物的基本功能以及具體干預策略。

參考文獻

[1]李星，曹振輝，林秋葉，潘洪彬.腸道微生物及其代謝產物對動物免疫機能的影響[J].動物營養學報，2019，31（02）：553-559.

[2]楊帆，張倫，朱佳妮，張振宇，顧然，劉吉，洪晶安.腸道微生物和腸—腦軸在肥胖發展中的作用[J].中國食物與營養，2019，25（05）：57-61.

[3]宋月，李娜，岳瑩雪，閆芬芬，王娜娜，霍貴成.膳食中的主要成分對腸道微生物組成及代謝影響的研究進展[J].食品工業科技，2019，40（18）：354-360.