中学生肠道微生物群及营养与健康研究

王利茹

摘 要：中学生体内微生物对其身体健康、营养摄入产生重要影响，体内不同的微生物特征决定着中学生个体化的饮食差异。本文通过对人类肠道微生物群和膳食之间的关系的分析，对中学生肠道微生物群及营养与健康的分析，提出相关发展性建议。

关键词：中学生;肠道微生物群;营养;健康

基金项目：本文系2019年度河南省基础教育教学研究项目“城乡结合部初中生合理膳食的认知与行动”（项目编号：JCJYC19080387）研究成果。

人体肠道中的微生物菌群指的是在人体消化系统当中生存生物的统称，现阶段国内外的研究主要集中在细菌方面，同时也有包括病毒、真菌以及原生生物等微生物的研究，各项微生物之间具有紧密关联、相互作用的在人体消化系统中发展，利用接触、分泌等形成巨大复杂的相互作用网络，继而形成一个动态化、平衡化的微生物生态体系，并与人体的身体健康产生紧密关联。

1 人类肠道微生物群和膳食之间的关系

人类近七百万年演化历史使我们从古猿分裂出来，逐渐演变成早期智人，再到晚期智人。随后我们的祖先又经历了认知变革和农业变革，在这个过程当中，出现了一系列的变化，都与人类的生活方式息息相关。人类从早起的游牧时代演化到后来的农耕定居时代，不仅生活产生了翻天覆地的变化，其饮食结构也出现巨大转变，对肉类的使用量大幅上涨，造成肠道微生物菌群出现巨大改变。

随着人类饮食结构的改变，大肠功能逐渐退化，肠道微生物菌群原本的多样性函数值随之减小，大量微生物灭绝。这与人类植物膳食纤维摄入量降低，肉类食品增加具有紧密关联。据相关研究发现，包括牛、羊、马、骆驼等在内的草食动物体内的微生物菌群相对于犬、狼、老虎、灰熊等肉食性动物更加丰富多样。

肠道中微生物菌群的核心功能是对生物所摄入的食品进行加工分解，在经过微生物的代谢转化以后，对人体活动所需要的营养成分提供支持，与人体免疫系统形成相互作用。由此可见，中学生肠道中的微生物菌群受饮食习惯影响，而微生物菌群又影响着中学生的身体健康。

多糖膳食纤维作为人体第七大营养元素，经过人体肠道微生物后衍生出短链脂肪酸（short-chain fatty acids）、色氨酸（Tryptophan）代谢制造的苯并吡咯（Indole）、维生素P药理特性修饰等均为典型案例。其中，色氨酸能够作为肠道中G蛋白偶联受体（Protein-Coupled Receptors）血清素受体或5-HT受体，能够对中学生肠胃的蠕动发挥功效。据研究表明，N-酰基酰胺合酶（N-Acetylglutamate）在肠道菌群中聚集，继而合成脂质物和GPCRS发生反应，调节中学生肠道的代谢，有利于中学生免疫系统的发展。

2 中学生肠道微生物群及营养与健康分析

关于我國中学生肠胃菌群、营养、健康、膳食几个层面之间关系的学术论文较多，进行了大量的研究和综述，因此本文不进行相关内容讲解。然而，关于中学生营养不良问题和肠道中微生物菌群之间关系的研究并不多，相关研究人员必须有效区分是能力摄入过低导致，还是由于微量元素的匮乏所导致。在能量摄入方面可以通过对中学生体重变化的研究观测到表型，也就是学术领域的隐性饥饿，英文翻译为hidden hunger。隐性饥饿对于中学生身体健康的影响相当较大，在具体临床现象发生以前，主要表现在身体相对同龄人矮小，据统计，全世界因此而导致发育迟缓的儿童数量超过1.5亿，其中11周岁到16周岁的中学生占比39.18%。隐性饥饿中学生时常出现腹泻症状，体内缺少锌元素，并且还会造成除锌元素以外的其他微量元素减少，使肠道失去正常功能。

通过相关人员的动物实验报告我们发现，对中学生进行锌元素的专项补充，能够有效提升肠道微生物菌群的丰富性，提高革兰氏阴性菌（Gram-negative）、厌氧菌（anaerobic bacteria）以及乳杆菌（Lactobacillaceae）整体数量，短链脂肪酸也会大幅增加。与此同时，患有缺铁性贫血症状的女性中学生，肠道中如乳杆菌的下降，铁转运蛋白存于升结肠，如果有容易消化的碳水化合物存在其中，通过细菌的发酵作用将产生丙酸，继而增加铁的吸收水平。因为软杆菌能够利用异性如氨酸发酵的方式将如氨酸分解成C2_C6，由此可见，中学生乳杆菌降低和其缺铁具有密切关联。

由于中学生肠道内微生物菌群具有较大的个体差异，不同中学生所适应的饮食需要依照其肠道中的微生物菌群而决定，在一项对一千名中学生物微生物和膳食关系的研究当中，清华大学杨光元、李德亮教授开发了一种机器智能化的学习算法，对餐后血糖个性变化实现预测，继而在后续验证中得以充分证明，因人而异的膳食干预，能够将中学生的血糖调节至合理范围。除此以外，还有一项关于主食、肠道中菌群以及人体血糖三者之间关系的研究，仅利用对肠道中微生物的数据分析，便能够预测受试中学生对不同主食的血糖反应，继而以科学合理的手段建立干预方案，使血糖更加平稳。值得我们强调的是，多糖膳食纤维是被人体健康肠道系统所忽视的第七大营养元素，需要以标准化的方式随机对照双盲临床观测，继而表达出多糖膳食纤维对中学生身体健康的影响和作用。已经有研究表明，多糖膳食纤维的大量摄入，能够有效转变青少年糖尿病患者的发病情况，药物与加工食品当中的人工食品添加剂，会对肠道当中的微生物菌群产生影响。

3 结语

为提升我国中学生身体素质，有效利用其体内微生物菌群，挖掘微生物菌群和饮食之间的复杂关系。第一，我们需要深层次鉴定人体从出生致死亡不同阶段，维持身体健康所需不同菌群的特征。第二，坚定这些菌群特征是否对十周岁到十六周岁的中学生有普适性作用。第三，阐述哲学微生物的基本功能以及具体干预策略。

参考文献

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