你一定经常听说维生素的正论反论,是是非非(英文有个贴切的描述:minus-plus,也可以理解成褒贬不一),因为一些人觉得他们无所不能,而另一些人却坚持认为B族维生素根本没有用处。比如经常口腔溃疡,是缺维生素B了吧,但吃青菜也挺多的呀/还经常吃复合维生素B,为什么会缺呢?
事实上,人体的B维生素主要是通过食物获得(哪些食物维生素B含量最高?怎样减少烹饪造成的B族维生素损失?),不管是蔬菜、水果、坚果、全谷类、豆类、蛋奶类、鱼虾类和瘦肉中都含有丰富的B族维生素,同时肠道微生物通过正常的营养进食也能帮忙合成大部分B族维生素。
那为什么还有人会缺B族维生素呢?对于人体获得的维生素(不管是天然食物中,补充剂还是微生物合成的),其获益者(或者说利用者)不只是人体自身,还有肠道里的微生物。最近的一项研究给我们带来了启示:在缺乏膳食纤维的饮食情况下,你肠道中的微生物会跟你争夺B族维生素,让你自体利用能力下降甚至全部被剥夺。
文章:Dietary fibers boost gut microbiota-produced B vitamin pool and alter host immune landscape
杂志:Microbiome
日期:2024年9月23日
早就有研究发现,膳食纤维是微生物和免疫稳态的关键驱动因素。缺乏膳食纤维本身就会改变肠道细菌组成,导致肠道侵蚀黏液层的细菌增加,削弱肠道屏障功能,降低抗感染能力(饮食缺乏膳食纤维不仅仅会引起便秘,还会降低抗感染能力)。
B族维生素参与许多宿主生化和代谢途径,具有重要的免疫调节特性 。硫胺素(维生素 B1)是三羧酸 (TCA) 循环中的关键辅助因子,幼稚免疫细胞和调节免疫细胞优先使用硫胺素免疫细胞来获取能量。核黄素(维生素 B2)具有全身性抗炎特性 ,主要是通过减少肠道中的氧气,允许宿主有益纤维降解细菌的生长。烟酸酯(维生素 B3)与 SCFA 丁酸盐一样,通过 GPCR109a 发出信号,抑制促炎细胞因子的产生并在 cLP 中诱导 Treg 细胞(调节性T细胞)。泛酸(维生素B5)是辅酶A的前体,可促进CD8 Tc22极化,从而增强抗肿瘤免疫力和抗结核分枝杆菌感染能力。维生素 B6 包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺及其磷酸化衍生物,在多种免疫疾病(包括关节炎和结肠癌)中表现出抗炎特性。维生素B6还能通过减少IL-1β的产生并进一步抑制 NLRP3 炎性小体的激活来保护小鼠免于内毒素休克。
研究者设计了一套精密的实验,探索饮食和肠道微生物对于宿主可用的B族维生素的影响。
研究中使用了三种不同菌群定植状态的小鼠,包括:
- GF小鼠——无菌小鼠
- SPF小鼠——无特定病原体小鼠,拥有正常菌群
- 14SM小鼠——只拥有少量和有限的肠道微生物的小鼠,包括阿克曼菌等14种细菌。
研究中使用了5种不同的饮食,区别主要在于有无膳食纤维及纤维类别:
- FF饮食——无纤维饮食
- IN饮食——用菊粉替代了FF中10%的葡萄糖的饮食
- FS饮食——用粗纤维替代了FF中10%的葡萄糖的饮食,粗纤维是自于苹果、小麦、燕麦、豌豆和洋车前子的等量粗纤维混合物。
- SC饮食——标准饮食。SC1和SC2来自不同厂家,除了膳食纤维种类的差别,其他营养成分相同。
研究发现:
- 肠道细菌定植状态和饮食都对宿主免疫产生了明显影响,包括肠道固有层、脾脏和肺的免疫细胞类群,当然对肠道的影响最大。另外菌群的影响还要强于饮食。
- 原本相同饮食的SPF小鼠,40天不同饮食后,标准饮食(SC饮食)的小鼠肠道中富集了降解纤维的菌,比如Prevotellaceae、Lachnospiraceae、Muribaculaceae 和 Eubacterium 。而无纤维饮食(FF饮食)的小鼠肠道中富集了降解黏液蛋白的菌,比如瘤胃球菌科和阿克曼菌。两组小鼠的肠道免疫细胞类群不同,FF饮食小鼠的特征是肥大细胞、CD11c 细胞、总ILC、总T细胞、CD62LCD44 T细胞、LyC6CD8 T 细胞(CD44 +)和CD4 T细胞增加。
- 原本相同饮食的SPF小鼠,40天不同饮食后,肠道微生物发生了明显区别,菊粉饮食(IN饮食)小鼠肠道富集了大量产生丁酸的细菌。与FF饮食小鼠相比,IN饮食和FS饮食(粗纤维饮食)小鼠肠道免疫细胞类群明显不同,脾脏和肺的免疫细胞类群也不相同。比如脾脏中的Th(辅助性T细胞)和Treg亚群随纤维类型而变化,其中Th17细胞、Tbet-Treg 和 RORgt+Treg 在菊粉饮食组中富集,而Th2细胞和 GATA3-Treg则在 SC2 和FS组中富集;与标准饮食SC1组相比,FF饮食组肺中总T细胞和各种亚群(即 CD44++-CD62L、CD5和CD8)水平升高。
- 与其他4种纤维饮食相比,无纤维饮食(FF饮食)小鼠的短链脂肪酸(SCFA)合成能力受损。与 SC1组相比,FF组的盲肠乙酸盐、丁酸盐和丙酸盐明显降低,而异丁酸酯和异戊酸酯(即支链氨基酸微生物代谢衍生的支链脂肪酸)显著增加增加。且FF组小鼠盲肠中次级胆汁酸显著减少。
- 5种饮食组相比,在微生物组和盲肠代谢组方面,菊粉饮食(IN饮食)与两种标准化饮食组更为相似。IN饮食和两种标准化饮食组的B族维生素明显增加,而在FF和FS喂养的小鼠中,B族维生素的浓度降低或不存在。具体而言,SC1、SC2 和IN组核黄素(维生素 B2)、烟酸酯(维生素 B3 )、泛酸酯(维生素 B5)和维生素B6的浓度较高,而FS和FF组几乎不存在。
- 宏代谢组学分析显示,FF组小鼠盲肠B族维生素合成减少而消耗增加。与IN组相比,FF组叶酸和B12合成能力减小,而B2、B3、B7利用能力增加。与FF组相比,IN组B1、B2、B3、B7和B12的参与合成/利用比率更高; SC2组B2、B3、叶酸/B9和B12的合成/利用比率更高。在这三组中,负责合成和降解维生素的微生物种类明显不同。
小结:肠道微生物不仅是肠道屏障的关键组分,还在局部和全身免疫、胆汁酸代谢以及维生素B的合成中发挥着重要作用。膳食纤维不仅是有益微生物的食物,还能增强宿主免疫,促进肠道微生物合成短链脂肪酸和次级胆汁酸,提升肠道微生物合成B族维生素的能力而降低微生物利用B族微生物的能力,从而增加宿主的B族微生物可获得性。
由此不难理解那些又吃复合维生素B又大量吃蔬菜,但体检依然发现缺维生素B的人,肚子里那些跟人争抢B族维生素的细菌可能是关键。
食与心温馨总结:肠道微生物能帮助宿主合成B族维生素,也能跟宿主争抢B族维生素。为了自体B维生素的需求,我们不仅需要摄入维生素,还需要控制肠道那些掠夺维生素的菌,来保证人体的维生素供给,维持免疫、代谢、内分泌、神经、和皮肤等功能的健康。
抑制B族维生素抢夺者的方法其实很简单,就是增加食物中的膳食纤维摄入。充足的膳食纤维摄入,不仅能调节肠道菌群,增强肠道屏障功能,提升免疫力,还能合成短链脂肪酸、次级胆汁酸和B族维生素。而缺乏膳食纤维,不仅会削弱肠道屏障功能,降低免疫力,还会在肠道培养出一群跟人抢夺B族微生物的细菌,从而减少人体可用的维生素量。
由于不同种类的膳食纤维对肠道微生物的影响不同,日常饮食中摄入多种不同的膳食纤维食物更能促进菌群多样化,增强B族维生素合成能力。简单理解就是,不要想着只有蔬菜水果中才含有维生素B,除了这两类,菌菇类、豆类、全谷类和坚果等不仅也含有维生素B,其中的膳食纤维还能促进肠道菌群合成维生素B,从而进一步增加人体维生素B的可获得性。
虽然肉类、奶蛋类、精米白面中也都含有B族维生素,人也能直接口服维生素B补剂,但这些食物中缺乏膳食纤维。如果长期吃精加工碳水(精米白面)、甜食和肉食,即便服用复合维生素B补剂也往往难以满足身体的需求,因为这些维生素B会先被肠道细菌利用,剩下的才能被吸收供人体使用。
以上实验也证明了缺少膳食纤维的饮食还能改变肠道微生物结构,养出来更多抢夺B族维生素的细菌。
经常有人跟食与心抱怨,自己的免疫力低下,口腔溃疡此起彼伏,从不间歇。这种情况下应该首先反思自己的饮食出了什么问题。皮肤或者口腔出了问题时,单独补充维生素往往难以取得理想效果,长期的饮食调整才能从根本上解决经常皮炎、口腔溃疡等问题。