抗性淀粉通过改变肠道菌群影响宿主营养

来自湖南师范大学生命科学学院和中国科学院亚热带农业生态研究所的研究团队发表的一篇综述探讨了当前关于抗性淀粉通过影响肠道菌群来影响宿主营养学的知识，该综述发表在今年5月的《Cellular Physiology and Biochemistry》杂志上。

根据小肠内淀粉的消化和吸收速率及其程度，可以将淀粉分为三类：快速消化淀粉（rapidly digestible starch，RDS）是指摄入20 min内就被消化成葡萄糖并且导致血糖水平快速升高的淀粉；慢消化淀粉（slowly digestiable starch，SDS）是指能在小肠中被完全消化吸收但是速度较慢的淀粉，在20-120 min内完成；抗性淀粉（resistant starch，RS）是指在小肠内无法被消化吸收，而进入大肠内被肠道细菌发酵利用的淀粉，类似于膳食纤维。在植物性食品，主要是谷物、豆类、种子类、薯类和香蕉中，天然存在着5种类型的抗性淀粉，或者可以通过工业生产并整合到食品之中。所有这些类型的淀粉都可以在包括食管、肝脏、胃、小肠和大肠等部位发挥作用。

根据淀粉类型的不同，其直链淀粉的含量也不同。直链淀粉含量高也就意味着宿主酶对淀粉消化能力低，因此，未消化的淀粉的主要部分到达结肠并被共生的肠道细菌所利用。抗性淀粉的直链淀粉含量最高，其实是慢消化淀粉，最后是快速消化淀粉。

食品加工对淀粉的营养成分有显著的影响。例如，烹饪会增加快速消化淀粉和抗性淀粉的含量，而降低慢消化淀粉的含量。除此之外，食物的储存会增加快速消化淀粉和慢消化淀粉的水平，但对抗性淀粉水平没有影响。例如，烹饪薯类、谷物和豆类可提高抗性淀粉的含量。此外，抗性淀粉的含量变化也依赖于食物的品种。例如，水稻的抗性淀粉含量随着水稻品种和烹饪方法的不同而变化。在不同的水稻品种和烹饪技术中，传统电饭锅中烹煮的长粒米的抗性淀粉含量最高，而高压锅烹饪的短粒米抗性淀粉含量最低。

一些实验和临床研究发现，抗性淀粉对炎症状态具有积极作用，可能对2型糖尿病、心血管健康、胃健康、结肠炎和慢性肾病的进程具有一定的保护作用。抗性淀粉对治疗这些疾病产生有益影响的潜在机制包括改善心血管疾病的发病率（通过多种机制，比如降低血清甘油三酯水平）、减少炎症标记物和减少氧化应激。还需要更大的样本量和更长的随访时间来研究抗性淀粉对这些疾病的影响。

此外，抗性淀粉对肠道环境具有有益作用，包括增加布氏瘤胃球菌（Ruminococcus bromii）的数量。布氏瘤胃球菌是硬壁菌门的一个主要成员，它是发酵抗性淀粉的主要菌种，能够通过其对抗性淀粉的特殊活性从那些逃避宿主酶的消化的淀粉中释放能量。除此之外，摄入富含抗性淀粉的食物已经被证明可以提高肠腔内短链脂肪酸的水平、调节微生物代谢产物、改善葡萄糖稳态和胰岛素敏感性。有趣的是，服用抗性淀粉后丁酸水平的增加因每个人独特的肠道菌群而不同。抗性淀粉对肠道环境的这些影响表明抗性淀粉对肠道菌群的生理功能具有积极的影响，包括代谢活性、对肠道上皮和免疫结构和功能的营养作用以及保护宿主免受病原微生物的入侵。

关于解释抗性淀粉的生理作用的细胞信号通路，动物模型研究表明抗性淀粉可能通过诱导调节性T细胞反应、直接或间接增加多肽YY激素（PYY）和胰高血糖素样肽-1（GLP-1）的水平以及减少游离脂肪酸和白介素-6（IL-6）的水平来发挥强大的抗炎作用；多肽YY是餐后肠道产生的一种激素，能够帮助降低食欲和限制食物摄入。这表明抗性淀粉不仅可以通过调节肠道菌群，也可以通过诱导食欲调节激素的改变来影响体重。补充抗性淀粉也可以通过增加短链脂肪酸的产生治疗儿童急性腹泻以及急性腹泻导致的严重脱水，因为短链脂肪酸被结肠上皮细胞吸收后可以增强钠离子依赖的液体吸收，从而利于液体和电解质的保持。除了肠道以外，抗性淀粉还能帮助减少1型糖尿病大鼠体内维生素D稳态的破坏。

尽管如此，也有一些研究表明在小鼠饮食中补充抗性淀粉具有不好的效果，比如体重增加不足和增加焦虑样的行为。这些数据表明我们还需要进一步的人类和动物模型的研究来阐明富含抗性淀粉的饮食的作用。

总之，当研究复合碳水化合物在营养中的作用时，应该考虑抗性淀粉。越来越多的证据表明，抗性淀粉可以通过调节肠道菌群维持宿主健康。虽然目前该领域的研究还处于早期阶段，进一步的研究将会对将抗性淀粉作为日常饮食的一部分的具体建议进行更清晰的描述。