柳叶刀最新研究：饮食与肠道微生物如何共同调控血糖稳态？

柳叶刀最新研究：饮食与肠道微生物如何共同调控血糖稳态？

近年来，随着对肠道微生物群研究的深入，我们逐渐意识到肠道不仅是消化食物的地方，它还在体内多个生理过程，尤其是血糖稳态的调控中扮演着重要角色。饮食作为与肠道微生物群关系最紧密的因素之一，如何影响我们的血糖水平，成为了全球研究的热点话题。

图1：肠道内定植的微生物

肠道微生物群：我们体内的“隐形大脑”

肠道微生物群是指生活在我们肠道内的数万亿细菌、真菌、病毒等微生物，它们共同参与消化吸收、免疫调节、神经传导等多种生理活动。最近的研究显示，肠道微生物群与血糖的关系日益密切，甚至有学者提出：“肠道可能是我们控制血糖的秘密武器。”

通过对肠道微生物群的研究，科学家们发现，肠道内不同种类的微生物直接影响我们如何消化食物，尤其是碳水化合物的代谢过程。肠道微生物群的失衡或过度繁殖某些特定类型的菌群，可能导致胰岛素抵抗、糖尿病等代谢性疾病的发生。

图2：研究队列和分析⼯作流程概述。顶部两个框特定于发现队列中的⼯作流程。第⼀个框中的流程图概述了 n-of-1 试验的研究设计。第⼆个框中的⼯作流程说明了该项⽬的⽣物信息学和统计分析。第三个框中的流程图显⽰了我们的验证数据集的样本量以及具有可⽤宏基因组学、饮⾷、⾎糖和⾎清代谢组学数据的具体参与者⼈数。

饮食如何影响肠道微生物群？

饮食是肠道微生物群的最大外部驱动因素。我们摄入的食物不仅直接影响肠道微生物的种类和数量，还能通过多种途径影响微生物的代谢活动。

膳食纤维

膳食纤维是有益肠道健康的营养素之一。高纤维饮食能够促进益生菌的生长，增加短链脂肪酸（SCFAs）的产生。短链脂肪酸，如乙酸、丙酸和丁酸，能够促进肠道屏障功能，减轻炎症反应，并通过改善胰岛素敏感性帮助调控血糖。

• 研究数据
  一项包含2500名成人的前瞻性队列研究发现，每增加10克膳食纤维的摄入，糖尿病的患病风险降低14%（参考文献：The Lancet, 2020）。其中，水果、蔬菜和全谷类的膳食纤维摄入，对血糖控制的效果最为显著。

高脂饮食

相反，高脂肪饮食往往导致肠道微生物群的失衡，增加肠道内有害菌群的比例，产生的代谢产物可能诱发慢性低度炎症，这与胰岛素抵抗的发生密切相关。

• 流行病学数据
  美国国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所的报告指出，持续摄入高脂饮食的个体，其2型糖尿病的发病率要高出常规饮食人群的30%以上。

低糖饮食

有研究表明，低糖饮食能够改变肠道微生物群的组成，有助于血糖的稳定。低糖饮食通过减少肠道内的糖分供应，抑制了部分引起炎症反应的致病菌。

• 临床数据
  一项为期12周的临床试验显示，低糖饮食能使2型糖尿病患者的空腹血糖平均下降1.5 mmol/L，餐后血糖下降2.2 mmol/L。相比高糖饮食组，低糖组的肠道益生菌数量显著增加。

图3：个体和群体⽔平的肠道菌群对 HC 和 LC ⼲预的反应动态。

肠道微生物群如何影响血糖稳态？

肠道微生物群通过多种机制影响血糖稳态：

促进胰岛素敏感性

研究显示，肠道微生物群能够通过调节脂肪酸代谢、影响肠道激素的分泌，改善胰岛素敏感性。这一过程主要依赖于短链脂肪酸的作用，它们通过激活G蛋白偶联受体（如GPR43）减少炎症反应，提高胰岛素的作用。

• 研究数据
  2019年《Cell Reports》的一项研究表明，肠道微生物群通过短链脂肪酸的产生，能提高胰岛素敏感性，减少糖尿病模型小鼠的血糖水平。该研究发现，短链脂肪酸能通过调节免疫系统，抑制肠道中的炎症反应，从而改善胰岛素的功能。

调节肠道激素

肠道中的微生物会影响肠道激素的分泌，如GLP-1（胰高血糖素样肽1）。GLP-1不仅能够促进胰岛素分泌，还能够抑制胃排空，增加饱腹感，从而帮助维持血糖平稳。

• 临床数据
  一项多中心研究发现，益生菌补充剂能显著增加肠道内GLP-1的水平，从而提高餐后胰岛素分泌，帮助降低血糖。

降低慢性炎症反应

不平衡的肠道微生物群会通过产生有害代谢产物（如脂多糖，LPS）激活全身的免疫反应，导致慢性低度炎症。而慢性炎症被认为是糖尿病、肥胖等代谢性疾病的重要危险因素。

• 研究数据
  根据2018年《Diabetes Care》的一项研究，长期存在肠道微生物失衡的患者，体内LPS水平较高，这与胰岛素抵抗密切相关。数据显示，LPS水平每升高10单位，2型糖尿病的风险增加18%。

图4：单个受试者分辨率下肠道微⽣物群对饮⾷⼲预的反应模式

全球流行病学数据：饮食与肠道微生物群对血糖的影响

根据全球糖尿病联盟（IDF）的统计数据，目前全球约有5.4亿人患有糖尿病，预计到2030年这一数字将增加到7亿人。研究表明，饮食和肠道微生物群的互动在全球糖尿病流行中起到了关键作用。

膳食因素

全球范围内，食物的摄入结构直接影响糖尿病的患病率。例如，在西方国家，普遍的高脂肪、高糖饮食是2型糖尿病发病率上升的主要因素之一，而在一些东南亚和非洲国家，膳食中更多的纤维和低糖食品有助于血糖的稳定，糖尿病的发病率相对较低。

微生物群的地区差异

多项研究表明，发达国家和发展中国家的肠道微生物群存在显著差异。发达国家由于膳食高脂肪、高糖，导致肠道微生物群的失衡，进而增加了糖尿病和肥胖的风险。而在一些农村地区，由于膳食结构多样、天然，肠道微生物群较为平衡，糖尿病的发病率较低。

图5：肠道微⽣物群与宿主⾎糖之间膳⾷碳⽔化合物依赖性关联的外部验证独⽴队列中的稳态

饮食与肠道微生物群相互作用的未来展望

随着精准医学和个性化营养学的发展，未来我们有可能根据每个人独特的肠道微生物群特征，为其制定个性化的饮食方案。这不仅能提高饮食干预的效果，还能为糖尿病等代谢性疾病的预防和治疗提供新的思路。

例如，通过基因组学、代谢组学等技术，科学家已经能够绘制出不同肠道微生物群类型与代谢疾病之间的关系图谱，为未来的个性化饮食干预提供理论支持。

图6：可概括的碳⽔化合物敏感性评分与肠道微⽣物群功能潜力和宿主⾎清代谢组的关联。

肠道微生物群与血糖的调控关系复杂而微妙。我们每个人的饮食习惯都会影响肠道内微生物的组成，而这些微生物反过来又通过多种途径影响血糖稳态。为了保持健康的血糖水平，我们应该根据科学研究调整自己的饮食结构，增加膳食纤维、减少过多的脂肪摄入，并保持肠道微生物群的多样性和稳定性。

参考文献：Diet-gut microbiome interaction and its impact on host blood glucose homeostasis: a series of nutritional n-of-1 trials eBioMedicine 2025;111: 105483