Nature Reviews | 饮食与肠道菌群（完整版）
Abstract
Since the renaissance of microbiome research in the past decade, much insight has accumulated in comprehending forces shaping the architecture and functionality of resident microorganisms in the human gut. Of the multiple host-endogenous and host-exogenous factors involved, diet emerges as a pivotal determinant of gut microbiota community structure and function. By introducing dietary signals into the nexus between the host and its microbiota, nutrition sustains homeostasis or contributes to disease susceptibility. Herein, we summarize major concepts related to the effect of dietary constituents on the gut microbiota, highlighting chief principles in the diet–microbiota crosstalk. We then discuss the health benefits and detrimental consequences that the interactions between dietary and microbial factors elicit in the host. Finally, we present the promises and challenges that arise when seeking to incorporate microbiome data in dietary planning and portray the anticipated revolution that the field of nutrition is facing upon adopting these novel concepts.
01
随着时间变化的饮食调节肠道微生物
在人的整个生命周期中，饮食都会影响肠道细菌的结构和功能。微生物群的变化反应了肠道菌群对不同时间段营养变化的适应性：微生物群的每日变化与「入眠-觉醒」和「摄食-禁食」周期相对应(图中24h)；食物组成和数量的主要变化（比如说低纤维，高脂肪或高蛋白质饮食）会引发微生物群的短暂转变，该变化持续的时间比饮食扰动的时间长；长期的饮食习惯促使了肠道菌群的缓慢变化。
蓝线表示 β 多样性，红线表示 α 多样性，背景颜色表示每个时间段典型微生物分类群的丰度。请注意，由于人类中微生物群的高度可变性和研究之间的差异，上图这些微生物群模式仅是概念性的，并非是个性化水平的精确表示。
02
代谢综合征中的微生物-饮食相互作用
常见的饮食成分被微生物代谢产生代谢物（例如，膳食性的胆碱和三甲胺(TMA)）来调节宿主代谢（例如在动脉粥样硬化中）。同时，饮食调节肠道微生物的组成并且因此改变微生物相关产物，其中某些微生物产物可能对宿主产生有益或者有害的作用（例如脂肪，脂多糖(LPS)和内毒素血症）。一些作用只是发生在肠道（例如纤维，短链脂肪酸(SCFAs)和肠道的糖异生），而其他一些作用能够产生系统性的影响（例如脂肪，乙酸和胰岛素耐受(IR)）。
橘色的线表示促进代谢综合征(MetS)的相互作用，绿色的线表示保护免受 MetS 的相互作用。虚线表示系统性的影响。
CCL2，CC-趋化因子配体2;
FMO，含黄素的单加氧酶;
GPR41，G蛋白偶联受体41;
GSIS，葡萄糖刺激的胰岛素分泌;
TLR4，Toll样受体4;
TMAO，三甲胺N-氧化物;
UCP1，线粒体棕色脂肪解偶联蛋白1;
WAT，白色脂肪组织。
03
利用食物-微生物轴的治疗原则
饮食以个性化的方式与人类共生功能体(holobiont)相互作用。通过获取宿主以及其体内微生物多种参数可以有助于制定精确的饮食干预方案，具体包括摄食的数量，种类和时间。这些干预措施可用于各种医学疾病的预防，治疗，以及评估预后，预测饮食干预成功的可能性以及监测饮食干预的临床反应。这种在营养方面从「一般化」到「个性化」的范式转移（paradigm shift）需要周期性地重新评估宿主和微生物的参数，因为这些参数在饮食干预或者其他环境因子作用下容易发生不断的变化。
范式转移：用来描述在科学范畴里，一种在基本理论上从根本假设的改变。这种改变后来亦应用于各种其他学科方面的巨大转变。（维基百科）
参考文献
Zhao L, Huang Y, Lu L, et al. Saturated long-chain fatty acid-producing bacteria contribute to enhanced colonic motility in rats[J]. Microbiome, 2018, 6(1): 107.
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