少吃蛋白质可能有助于抑制肠道细菌的生长

人类和其他动物可能有办法控制肠道微生物的生长：少吃蛋白质。

那是因为蛋白质含有氮。研究人员在10月29日的“自然微生物学”杂志上报告说，小鼠饮食中的氮含量决定了动物大肠中细菌的生长。这一发现可能有助于研究人员学习如何操纵人体肠道细菌的类型和数量，从而有助于健康和疾病。

研究人员知道必须限制细菌的生长。“如果没有，我们将在几天内在大肠杆菌中深入几英尺，”密歇根大学安娜堡分校的微生物学家托马斯施密特说，他没有参与这项研究。

但到目前为止，科学家在控制哪些微生物存在于结肠中的成功有限。施密特说，这可能是因为研究人员正在研究错误的营养素。他说，包括施密特在内的大多数人通常认为碳 - 例如在纤维，淀粉和糖中发现 - 是最重要的营养微生物。这项新研究表明，其他营养素如氮可能对控制细菌生长同样重要，甚至更重要。

杜克大学的微生物生态学家Aspen Reese知道，在大多数生态系统中，氮是许多生物分子的重要组成部分，是一种有限的资源。“氮气非常重要，而且非常难以接受，”她说。她推断，如果其他生态系统中生物的生长受到氮的可用性的限制，那么肠道中的细菌也可能缺乏氮。目前在哈佛大学的瑞茜和她的同事们开始测量30种哺乳动物粪便中的碳和氮浓度。研究小组发现，草食动物的碳含量最高，粪便中的氮含量最低。碳也是食肉动物和杂食动物粪便中的主要营养素，但食肉动物的氮比那些主要吃植物的动物多。

物种谱

对来自30种哺乳动物物种(显示14种)的粪便的研究表明，肠道微生物的氮供应有限。在实验室培养皿中生长的肠道细菌(虚线)为每个氮结合了大约四个碳原子，但粪便中每个氮含有更多的碳。草食动物具有最高的碳水平和最低的氮水平。碳也是食肉动物和杂食动物粪便中的主要营养成分，但肉类食用者在蛋白质中含有的氮比那些主要吃植物的动物多。

尽管如此，动物的大便中没有一个含有与实验室培养的细菌一样多的氮，这表明微生物在摄入时可以使用更多的氮。由于肠道细菌吸收的碳比氮多得多，这意味着微生物的氮含量不高，这可能阻碍它们的生长。在实验室小鼠的饮食中，Reese的团队也降低了蛋白质的含量，从而减少了氮。研究人员发现，这减少了啮齿动物粪便中的细菌数量。

总之，这些结果表明肠道中的氮水平有助于确定细菌生长。目前尚不清楚是否有更多或更少的细菌是好还是坏，但当某些类型的微生物接管时，它通常对健康有害。

为了追踪食物中氮的变化，Reese和她的同事更进了一步，给小鼠喂食了氮气为15N的元素，这是一种较重的元素。小鼠吸收了小肠中的大部分氮，细菌通常不会活在那里，结肠中的细菌几乎没有留下来吃。一组单独的实验揭示了细菌如果不直接从食物中获得氮。肠道中的一些细菌(特别是属于拟杆菌门的细菌)吃小鼠肠道分泌的粘液以获得氮。反过来，这些细菌将粘液转化为其他含氮化学物质，其他肠道细菌可以吃。结果表明宿主可以通过调节粘液中的氮含量来控制肠道中哪些微生物生长。吃蛋白质含量低的食物是一种方法。

更重要的是，降低肠道细菌数量的抗生素使小鼠分泌较少的粘液。这些动物似乎保留了额外的氮气，这些氮气不会为自己喂食肠道微生物，让啮齿动物变得更大。这一发现有助于解释为什么抗生素会促进农场动物的生长。

加州大学尔湾分校的微生物组研究员Katrine Whiteson说，人们不应该根据任何一项研究改变他们的饮食以减少蛋白质消耗。然而，她说，“一般来说，吃大量植物并摄取大量纤维可能是一种健康的饮食习惯，而天生就意味着减少摄入氮素。”

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