腸道中的微生物可能會將纖維轉化為額外的卡路里。

生活在消化道中的微生物集合稱為腸道微生物組。雖然每個人都有微生物組，但有些人的微生物組也會產生大量甲烷。雖然有些微生物組產生的很少。

纖維中隱藏的微生物和能量

研究表明，有微生物組的人會產生更多的甲烷。他們傾向於從高纖維食物中獲取更多能量。這可能有助於解釋為什麼吃同一頓飯一旦到達大腸就會為不同的人提供不同量的卡路里。

研究人員強調，高纖維飲食仍然是有益的。一般來說，人們從富含加工食品的典型西方飲食中吸收更多熱量。無論甲烷含量如何，即使如此，高纖維食物中熱量的吸收也會有所不同。這取決於人的腸道產生的甲烷量。

這些發現表明腸道甲烷可能成為個性化營養的重要因素。在未來，食物將根據每個人消化系統中獨特的微生物活動進行定制。

該研究的主要作者、微生物健康生物設計中心的研究生研究員布萊克·德克斯（Blake Dirks）說：“這種差異對飲食干預具有重要意義。這表明，吃相同類型食物的人可能會產生不同的反應。這部分是由於他們的腸道微生物組的組成。”德克斯也是亞利桑那州立大學生命科學學院的博士生。

認識甲烷生產商

發表於 ISME期刊該研究確定了一個關鍵參與者：產生甲烷（稱為甲烷）的微生物。這些微生物似乎與更有效的消化和更高的能量吸收有關。

微生物組的主要工作是分解人體無法自行消化的食物。微生物將纖維發酵成短鏈脂肪酸 (SCFA)，這是一種寶貴的能量來源。在此過程中會釋放出氫氣。過多的氫氣會減慢發酵速度。但其他微生物通過消耗氫氣來防止這種情況發生。維持消化中的化學平衡

產甲烷菌是氫的消耗者。當它們消耗氫氣時，它們會釋放出甲烷作為副產品。它們是人類腸道中唯一產生這種氣體的微生物。

Rosy Krajmalnik-Brown “人體不會產生甲烷，”研究作者兼微生物健康生物設計中心主任說。只有微生物才能做到這一點，所以我們認為這可能是一個生物標誌物，表明微生物有效生產短鏈脂肪酸。 ”

微生物如何影響新陳代謝？

亞利桑那州立大學的研究人員發現，這些微生物相互作用可能直接影響新陳代謝。產生更多甲烷的參與者的短鏈脂肪酸含量也更高。這表明腸道正在產生和吸收更多的能量。

為了測試這些效果，每個參與者都吃了兩種不同的飲食。一頓飯由高度加工的低纖維食物組成。而另一頓飯則側重於天然食品和纖維。兩種飲食的碳水化合物、蛋白質和脂肪比例相同。

這項研究是與 AdventHealth 轉化研究所合作進行的，該研究所提供了專門的設施。每個參與者在一個類似酒店的密封房間（稱為全室熱量計）中度過了六天。這種環境使研究人員能夠準確測量甲烷代謝和產量。

這與依賴單次呼氣測試的傳統方法不同。該裝置捕獲通過呼吸和其他排放物釋放的甲烷。連續（咳咳），更準確地了解微生物活動

“這項工作凸顯了臨床轉化科學家和微生物生態學家之間合作的重要性。通過全室量熱法進行的精確能量平衡測量與亞利桑那州立大學在微生物生態學方面的專業知識相結合，使這一重要的創新成為可能，”共同作者兼研究所共同研究員 Karen D. Corbin 說。

追踪微生物能量和活動

從血液和糞便樣本中收集的數據揭示了參與者從食物中吸收了多少能量。腸道微生物如何發揮作用？研究人員隨後將甲烷產量高的國家與甲烷產量較低的國家進行了比較。

幾乎所有參與者在吃高纖維飲食時吸收的熱量都較少。然而，與加工食品相比，甲烷產生量較高的人比體內甲烷量較少的人從高纖維食物中吸收了更多的熱量。

朝著個人健康邁出一步

這些發現為未來的研究和醫學應用奠定了重要基礎。

這項研究將為未來的教育和醫療奠定基礎。

“我們的研究參與者相對健康。我認為值得考慮的一件事是：其他人對此類食物的反應如何，例如患有肥胖症、糖尿病或其他健康狀況的人，”德克斯說。

儘管這項研究並不是以減肥為目的，但一些參與者在吃高纖維飲食的同時體重也有所下降。未來的研究可能會探索產甲烷菌如何影響減肥努力或專門的營養計劃。

“你可以看到微生物組有多麼重要，”克拉伊馬爾尼克-布朗說。我們為這次試驗精心設計的增強微生物組的飲食對不同的人有不同的影響。部分原因是有些人的微生物組比其他人產生更多的甲烷。 ”

亞利桑那州立大學研究團隊的其他成員包括布魯斯·里特曼教授和研究生研究員泰勒·戴維斯。

該項目由美國國立衛生研究院國家糖尿病、消化和腎臟疾病研究所資助。