心血管疾病是全球發(fā)病率和死亡率的主要原因，包括冠心?。ㄓ袝r(shí)稱為缺血性心臟病或冠狀動(dòng)脈疾?。?、腦血管疾病、風(fēng)濕性心臟病、先天性心臟病和外周血管疾病在內(nèi)的一組影響心臟、大腦和人體外周區(qū)域血液供應(yīng)的心臟和血管疾病。不健康的生活方式、不平衡的飲食、飲酒、吸煙和缺乏運(yùn)動(dòng)是心血管疾病發(fā)生和發(fā)展的危險(xiǎn)因素。

　　近二十年來，腸道菌群也受到了廣泛關(guān)注，成為各種疾病研究中最具創(chuàng)新性的領(lǐng)域之一。腸道菌群被認(rèn)為是人體最大的內(nèi)分泌器官，它們通過產(chǎn)生影響宿主生理許多方面的生物活性代謝物，在人類健康中發(fā)揮重要作用。腸道菌群結(jié)構(gòu)和功能的改變，也就是腸道菌群失調(diào)，與多種疾病狀態(tài)有關(guān)，包括宿主心血管系統(tǒng)的急性或慢性功能障礙。益生菌、益生元、合生元和后生元能夠直接影響腸道菌群，在許多慢性疾病的預(yù)防和治療中發(fā)揮著重要作用。那么，它們?nèi)绾沃τ谛难芗膊〉念A(yù)防呢？

　　01

　　心血管疾病的危險(xiǎn)因素

　　心血管疾病主要影響心臟和血管，目前是全球死亡的主要原因。世界衛(wèi)生組織報(bào)告稱，心血管疾病每年導(dǎo)致1700萬人死亡，約占全球死亡人數(shù)的31%，預(yù)計(jì)到2030年這一數(shù)字將超過2300萬。心血管疾病對(duì)每個(gè)國家都是一個(gè)巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

　　導(dǎo)致心血管疾病的因素可分為不可預(yù)防的風(fēng)險(xiǎn)因素和可預(yù)防的風(fēng)險(xiǎn)因素兩類。年齡、性別和家族史是不可預(yù)防的風(fēng)險(xiǎn)因素，而可預(yù)防的風(fēng)險(xiǎn)因素包括不健康的飲食、血糖和血脂水平升高、吸煙、缺乏運(yùn)動(dòng)、抑郁和焦慮、壓力以及腸道菌群。

　　目前的治療策略主要是基于各種風(fēng)險(xiǎn)因素，以藥物治療和生活方式管理為主。使用藥物進(jìn)行心血管疾病的藥理學(xué)預(yù)防存在許多問題，它會(huì)增加終末器官負(fù)擔(dān)、也存在嚴(yán)重的副作用，從而降低依從性。這些問題使得我們迫切需要心血管疾病的新治療方案，也強(qiáng)調(diào)了采用健康生活方式的重要性。

　　調(diào)整飲食通常是治療的第一線，是降低高水平膽固醇、甘油三酯和血糖的有效手段，它們與心血管疾病的發(fā)生和缺血性心臟病的患病率直接相關(guān)。含有生物活性物質(zhì)的功能食品可以幫助降低膽固醇和葡萄糖水平、改變腸道菌群的結(jié)構(gòu)和功能以及改變相關(guān)免疫反應(yīng)，來預(yù)防心血管疾病的進(jìn)展。

　　腸道菌群失衡會(huì)影響多種代謝和生理過程，這種微生物群落結(jié)構(gòu)的變化與代謝紊亂的進(jìn)展有關(guān)，包括肥胖、胰島素抵抗和動(dòng)脈粥樣硬化。在心力衰竭、血栓形成和動(dòng)脈高血壓中也可以看到這種群落失衡。益生菌和益生元在改變腸道菌群組成和代謝方面具有積極作用，在心血管疾病的預(yù)防和治療中也具有極大的潛力。

　　許多慢性疾病都伴有低度炎癥，心血管疾病也是如此。益生菌和益生元對(duì)心血管疾病的益處也可以通過調(diào)節(jié)宿主的免疫系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。益生菌和益生元促進(jìn)的免疫機(jī)制包括樹突狀細(xì)胞、上皮細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、效應(yīng)T細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞和B細(xì)胞的改變。

　　02

　　腸道菌群

　　人體腸道中生活著數(shù)以萬億計(jì)的微生物，它們與宿主互惠共生，影響著人類健康的許多方面，包括營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收、新陳代謝和免疫等等。腸道菌群結(jié)構(gòu)和功能及其代謝產(chǎn)物的顯著變化是心血管疾病的新危險(xiǎn)因素，參與糖尿病、肥胖、高血壓、體脂過多和心血管疾病等心血管代謝疾病的發(fā)生和發(fā)展。

　　健康腸道菌群以厚壁菌門和擬桿菌門占優(yōu)勢(shì)，占總菌群的90%，其次是放線菌門和變形菌門，另外還包括疣微菌門和梭桿菌門等。腸道菌群的多樣性、豐富性和組成取決于多種因素，既有內(nèi)源性因素，比如性別、微生物相互作用和宿主基因型，也有外源性因素，比如飲食、抗生素使用、運(yùn)動(dòng)、吸煙和壓力等。

　　腸道菌群可以被視為一個(gè)微型的“生物反應(yīng)器”，它發(fā)酵食物成分并將其分解成功能性代謝物，比如短鏈脂肪酸、次級(jí)膽汁酸和三甲胺。這些細(xì)菌代謝物在消化、能量獲取、腸道屏障完整性方面具有重要功能，當(dāng)它們進(jìn)入體循環(huán)后也會(huì)對(duì)其它器官產(chǎn)生重要影響，比如胰腺的葡萄糖循環(huán)、肝臟的脂質(zhì)代謝和大腦的認(rèn)知功能。

　　三甲胺或膽汁酸是與心臟代謝性疾病負(fù)相關(guān)的代謝產(chǎn)物，而短鏈脂肪酸則對(duì)宿主健康具有積極影響。三甲胺是由人體腸道菌群代謝飲食中的膽堿、甜菜堿和左旋肉堿形成的一種重要的代謝物，這是在微生物三甲胺裂解酶的作用下經(jīng)過一系列代謝途徑來完成的。三甲胺進(jìn)入宿主門靜脈循環(huán)后，會(huì)被肝臟黃素單加氧酶氧化為氧化三甲胺（TMAO）。

　　氧化三甲胺與早期動(dòng)脈粥樣硬化呈正相關(guān)，會(huì)增加動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的大小，促進(jìn)動(dòng)脈血栓的生長，并觸發(fā)血小板的促血栓形成功能。氧化三甲胺水平也與年齡、BMI、空腹血糖和血脂呈正相關(guān)，空腹血清氧化三甲胺水平升高與頸動(dòng)脈內(nèi)中膜厚度增加相關(guān)，這是動(dòng)脈粥樣硬化的早期標(biāo)志。動(dòng)脈粥樣硬化是一種慢性炎性疾病，促炎細(xì)胞因子TNF-α和IL-1β的表達(dá)增加以及抗炎細(xì)胞因子IL-10的表達(dá)降低與血漿氧化三甲胺水平升高有關(guān)。此外，氧化三甲胺可通過激活人冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞中的NF-κB炎癥信號(hào)通路，提高組織因子的表達(dá)和活性，從而促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化血栓形成。

　　三甲胺在黃素單加氧酶的作用下向氧化三甲胺的轉(zhuǎn)化是脂質(zhì)代謝的重要調(diào)節(jié)因素，它受腸道菌群控制。黃素單加氧酶可以減少膽固醇的逆向轉(zhuǎn)運(yùn)，減少腸道膽固醇的吸收，改變膽汁酸池的組成和大小。營養(yǎng)是影響氧化三甲胺水平和動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展的重要因素。腸道菌群在氧化三甲胺的代謝中發(fā)揮重要作用，這也為通過腸道菌群調(diào)控氧化三甲胺水平以預(yù)防或治療動(dòng)脈粥樣硬化提供了理論依據(jù)。

　　腸道菌群也負(fù)責(zé)通過去結(jié)合和二羥基化反應(yīng)形成游離膽汁酸和次級(jí)膽汁酸。膽汁酸可作為信號(hào)分子參與炎癥和宿主代謝，并且可能在代謝紊亂和心血管疾病中發(fā)揮作用。

　　短鏈脂肪酸是由腸道細(xì)菌發(fā)酵不可消化的膳食纖維所產(chǎn)生的。腸道細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)生的短鏈脂肪酸主要是乙酸、丙酸和丁酸，約占所有短鏈脂肪酸的80%。丁酸、丙酸和乙酸以大約20:20:60的摩爾比存在于結(jié)腸和糞便中。然而，短鏈脂肪酸水平會(huì)根據(jù)腸道菌群組成、膳食底物和腸道轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間而變化。短鏈脂肪酸可以與六種受體結(jié)合，從而觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，包括游離脂肪酸受體FFAR3和FFAR2、G蛋白偶聯(lián)受體GPR109a和GPR42、嗅覺受體OR51E2和OR51E1。

　　短鏈脂肪酸可以通過兩種不同的機(jī)制發(fā)揮作用：

　　直接作用于腸細(xì)胞，維持腸道屏障的完整性；

　　通過多種機(jī)制間接調(diào)節(jié)炎癥和免疫反應(yīng)、血壓、能量攝入和利用以及脂質(zhì)和葡萄糖穩(wěn)態(tài)：

　?。?）抑制組蛋白去乙?；?，導(dǎo)致組蛋白超乙?；?，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子對(duì)不同基因啟動(dòng)子區(qū)域的可及性更高；

　?。?）激活小腸、結(jié)腸、肝臟、脾臟、心臟、骨骼肌、神經(jīng)元、免疫細(xì)胞和脂肪組織中的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，與G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合刺激腸內(nèi)分泌L細(xì)胞分泌胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）和肽YY（PYY），乙酸或丙酸與外周血管和腎傳入小動(dòng)脈血管平滑肌細(xì)胞中的受體OR51E2結(jié)合增加環(huán)磷酸腺苷（cAMP）的水平；

　?。?）丁酸作為芳香烴受體和過氧化物酶體增殖體激活受體γ（PPARγ）的配體，促進(jìn)依賴這兩種轉(zhuǎn)錄因子的基因表達(dá)。

　　通過這些間接和直接的機(jī)制，短鏈脂肪酸可能通過改善腸道屏障完整性，調(diào)節(jié)血壓以及能量攝入和消耗，調(diào)節(jié)葡萄糖和脂質(zhì)代謝，以及通過介導(dǎo)免疫系統(tǒng)和抗炎作用而有益于人類健康。

　　總之，當(dāng)腸道菌群平衡時(shí)，它們具有重要的免疫、體內(nèi)平衡和代謝功能，幫助維持人類宿主的健康。腸道菌群失調(diào)和細(xì)菌多樣性減少可導(dǎo)致代謝異常，比如炎癥和氧化應(yīng)激，從而對(duì)宿主的生理狀態(tài)產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，腸道菌群組成及其代謝物可作為心血管疾病發(fā)生的一個(gè)新危險(xiǎn)因素。使用益生菌、益生元、合成元以及后生元是一種更安全、潛在更有效的改變腸道菌群組成和代謝以預(yù)防心血管疾病的方法。

　　03

　　益生菌與心血管疾病

　　益生菌是攝入足夠數(shù)量，能夠?qū)λ拗鹘】涤幸娴幕钚晕⑸?，它們可以通過與宿主細(xì)胞相互作用對(duì)個(gè)體健康產(chǎn)生直接影響，也可以通過影響腸道其它細(xì)菌物種產(chǎn)生間接影響。一般來說，益生菌可以通過多種機(jī)制對(duì)腸道病原體產(chǎn)生不利影響：

　　1.產(chǎn)生具有抗菌作用的細(xì)菌素；

　　2.競(jìng)爭性粘附到腸道上皮和黏膜；

　　3.改善腸道屏障完整性；

　　4.調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)。

　　益生菌產(chǎn)品可能含有一種或多種特定的益生菌菌株。它們大多屬于乳酸菌，比如乳桿菌、雙歧桿菌、乳球菌、鏈球菌和腸球菌等。酵母菌也是眾所周知的益生菌。最近的系統(tǒng)性綜述報(bào)道，益生菌具有降低心血管疾病危險(xiǎn)因素的潛力，比如肥胖、血脂、2型糖尿病和高血壓等等，通常使用的是乳酸桿菌和雙歧桿菌菌株。

　　益生菌參與降血脂的作用機(jī)制可能包括：膽鹽的去結(jié)合作用；脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)；通過腸道膽固醇與去結(jié)合膽鹽的共沉淀減少腸道膽固醇的吸收；將膽固醇整合和同化到益生菌細(xì)胞膜中；在腸道內(nèi)將膽固醇轉(zhuǎn)化為糞甾醇；抑制腸細(xì)胞中腸道膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)；通過產(chǎn)生短鏈脂肪酸，尤其是丙酸，抑制肝臟中膽固醇和甘油三酯的合成。

　　益生菌也可以通過維持腸道菌群穩(wěn)態(tài)，改善2型糖尿病癥狀、葡萄糖生物標(biāo)志物和胰島素抵抗。一項(xiàng)隨機(jī)試驗(yàn)的薈萃分析表明，補(bǔ)充益生菌可以通過改善空腹血糖水平以及氧化應(yīng)激生物標(biāo)志物對(duì)糖尿病患者有益。益生菌發(fā)揮作用的機(jī)制包括改善腸道屏障完整性，降低全身脂多糖水平，減少內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，減少促炎基因的刺激以及改善外周胰島素敏感性。一項(xiàng)涉及902例患者的15項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)的薈萃分析重點(diǎn)關(guān)注了補(bǔ)充益生菌對(duì)糖化血紅蛋白（HbA1c）和空腹血糖水平的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，益生菌可以降低糖化血紅蛋白、空腹血糖水平和胰島素抵抗。

　　60例2型糖尿病患者補(bǔ)充由嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、保加利亞乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、短雙歧桿菌、長雙歧桿菌和嗜熱鏈球菌結(jié)合低聚果糖組成的益生菌，持續(xù)6周，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與心血管疾病相關(guān)的基本參數(shù)均有顯著改善，包括血漿粥樣硬化指數(shù)（比如包括總膽固醇/高密度脂蛋白膽固醇（TC/HDL-C）比值、低密度脂蛋白膽固醇/高密度脂蛋白膽固醇（LDL-C/HDL-C）比值，甘油三酯/高密度脂蛋白膽固醇（TG/HDL-C）比值）、收縮壓和舒張壓以及Framingham心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分。因此，益生菌可能在降低糖尿病相關(guān)心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)方面具有有益作用。

　　患有代謝綜合征的18-65歲肥胖成人補(bǔ)充羅伊氏乳桿菌12周后，炎癥生物標(biāo)志物（比如TNF-α、IL-6、IL-8）和可溶性細(xì)胞間粘附分子-1水平降低，從而降低心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)。

　　2020年，澳大利亞的研究人員對(duì)1990年到2020年間發(fā)表的關(guān)于補(bǔ)充益生菌對(duì)心血管疾病危險(xiǎn)因素的影響的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)進(jìn)行了系統(tǒng)性綜述，這些試驗(yàn)主要集中在有心血管疾病合并癥（比如糖尿病、血脂異常、代謝綜合征、高膽固醇血癥、高血壓）風(fēng)險(xiǎn)的成年人。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，益生菌可以顯著降低心血管風(fēng)險(xiǎn)因素，比如總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、空腹血糖、糖化血紅蛋白和血壓，同時(shí)有助于降低體重指數(shù)（BMI）和升高的高密度脂蛋白膽固醇水平。

　　在一項(xiàng)較大規(guī)模的僅包含女性患者的研究中，總膽固醇、空腹血糖、糖化血紅蛋白、低密度脂蛋白膽固醇和BMI等指標(biāo)降低得更為顯著。這可能是由于雌激素與腸道菌群之間的相互關(guān)系，女性面臨著更大的腸道菌群失衡的風(fēng)險(xiǎn)，從而為糾正腸道菌群和減少心血管疾病相關(guān)的危險(xiǎn)因素提供了生理模板。

　　通過補(bǔ)充益生菌對(duì)腸道菌群及代謝進(jìn)行有針對(duì)性的管理，可能是預(yù)防冠狀動(dòng)脈疾病和動(dòng)脈高血壓的一種極具潛力的方法。乳雙歧桿菌Probio-M8是從健康女性母乳中分離的一株益生菌，對(duì)診斷為冠狀動(dòng)脈疾病的患者使用乳雙歧桿菌Probio-M8與常規(guī)方案聯(lián)合治療，可以提高疾病治療的臨床療效。這些益處可能是通過益生菌驅(qū)動(dòng)的腸道菌群和宿主代謝的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)的，這反過來又會(huì)通過增加抗炎腸道微生物物種的多樣性和數(shù)量、降低血清氧化三甲胺水平、降低血清IL-6和低密度脂蛋白膽固醇水平以及調(diào)節(jié)特定氨基酸和生物活性代謝物水平，來調(diào)節(jié)腸道與心臟以及腸道與大腦之間的相互作用。

　　宏基因組學(xué)分析顯示，補(bǔ)充乳雙歧桿菌Probio-M8使得青春雙歧桿菌、動(dòng)物雙歧桿菌、兩歧雙歧桿菌和丁酸球菌的數(shù)量顯著增加。此外，補(bǔ)充益生菌的患者的西雅圖心絞痛調(diào)查量表評(píng)分明顯更好，說明他們的生活質(zhì)量和機(jī)體功能狀態(tài)更好，同時(shí)患者的抑郁和焦慮水平也有所降低。因此，腸心軸和腸腦軸的調(diào)節(jié)在益生菌治療冠狀動(dòng)脈疾病中也發(fā)揮著重要作用。

　　心臟負(fù)荷或損傷會(huì)引起心臟局部或全局結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變，這一過程被成為心臟重塑。心肌梗死后的心臟重塑會(huì)增加心力衰竭的風(fēng)險(xiǎn)。一項(xiàng)臨床研究探討了益生菌鼠李糖乳桿菌在心肌梗死患者成功接受經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療后預(yù)防心臟重塑發(fā)生的有效性和安全性。通過補(bǔ)充益生菌選擇性調(diào)節(jié)腸道可以改善心肌梗死患者的代謝功能紊亂和減輕心臟重塑。

　　腸道菌群失調(diào)和心臟重塑的發(fā)生會(huì)促進(jìn)代謝性內(nèi)毒素血癥，其中革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁脂多糖（LPS）能夠誘導(dǎo)全身低度炎癥、胰島素抵抗、循環(huán)氧化三甲胺水平增加以及心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)增加，而益生菌可以降低這些風(fēng)險(xiǎn)。LPS與Toll樣受體4（TLR4）結(jié)合會(huì)誘導(dǎo)先天免疫系統(tǒng)的刺激，導(dǎo)致促炎反應(yīng)和隨后的代謝紊亂。補(bǔ)充益生菌可以改變腸道菌群，阻止心肌梗死后的心臟重塑。

　　中風(fēng)是心血管疾病中發(fā)病率和死亡率最高的疾病。大約50%的中風(fēng)患者伴有胃腸道并發(fā)癥，包括腸道蠕動(dòng)障礙、腸漏、腸道菌群失調(diào)和腸源性敗血癥，這些患者的中風(fēng)預(yù)后往往較差。這些問題的潛在機(jī)制仍然知之甚少，一種可能的原因是腸道和神經(jīng)系統(tǒng)之間的雙向交流，即所謂的腸腦軸。交感神經(jīng)系統(tǒng)的激活與炎癥誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮功能障礙和心臟代謝疾病有關(guān)。某些益生菌，比如雙歧桿菌和乳酸桿菌，可以產(chǎn)生神經(jīng)遞質(zhì)，補(bǔ)充這些益生菌可以通過改變神經(jīng)遞質(zhì)的類型和濃度，引起腸道菌群的變化，從而影響交感神經(jīng)系統(tǒng)和隨后的心臟代謝活動(dòng)。

　　04

　　益生元與心血管疾病

　　益生元最初被定義為，通過選擇性地刺激一種或少數(shù)中菌落中的細(xì)菌的生長和活性而對(duì)宿主產(chǎn)生有益影響，從而改善宿主健康的的不可被消化的食品成分。最基本的益生元為碳水化合物。根據(jù)這一定義，益生元應(yīng)該滿足以下三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：

　　a.抗胃酸、抗哺乳動(dòng)物消化酶的水解，不被胃腸道吸收；

　　b.能夠被腸道細(xì)菌代謝；

　　c.可以選擇性地刺激腸道細(xì)菌的生長和活性，以維持健康。

　　2016年12月，國際益生菌與益生元科學(xué)協(xié)會(huì)（ISAPP）發(fā)布共識(shí)，更新了益生元的定義和范圍。益生元的新定義是：能夠被宿主的菌群選擇性利用并轉(zhuǎn)化為有益于宿主健康的物質(zhì)。新的定義擴(kuò)展了益生元的概念，包括可能的非碳水化合物物質(zhì)，可應(yīng)用于胃腸道以外的身體其它部位。

　　一種食品成分要被歸類為潛在的益生元，有五個(gè)基本標(biāo)準(zhǔn)：

　　1、在腸道上部不被消化；

　　2、被結(jié)腸中的潛在有益細(xì)菌發(fā)酵；

　　3、對(duì)宿主健康具有有益影響，比如發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸、增加糞便重量、輕微下降結(jié)腸pH值、減少含氮終產(chǎn)物和糞便酶以及改善免疫系統(tǒng)；

　　4、選擇性地刺激益生菌的生長；

　　5、在不同的食品加工條件下能夠保持穩(wěn)定，益生元必須能夠承受食品加工條件，保持化學(xué)性質(zhì)不變，不被降解，并可被腸道細(xì)菌利用。

　　低聚果糖、低聚半乳糖、菊粉等是最常用的益生元。根據(jù)最新的益生元共識(shí)，原有的益生元家庭又增加了共軛亞油酸、多不飽和脂肪酸、母乳低聚糖、多酚類物質(zhì)和植物化合物，作為潛在的新型益生元。此外，益生元不能對(duì)宿主產(chǎn)生不良影響，比如促進(jìn)致病微生物的生長或因產(chǎn)氣過多而引起腹脹。

　　某些類型的膳食纖維可以被歸類為益生元，所謂膳食纖維是指含三個(gè)或更多單體單元的可使用碳水化合物聚合物，既不被人體腸道消化，也不被小腸吸收，包括：

　?。?）來自水果、蔬菜、谷物和塊莖類的非淀粉多糖，包含10個(gè)或10個(gè)以上的單體單元；

　?。?）抗性低聚糖，比如低聚半乳糖、低聚果糖、低聚木糖、甘露寡糖等，含有3-9個(gè)單體單元；

　　（3）抗性淀粉，含10個(gè)及以上的單體單元。

　　提取、化學(xué)、物理和/或酶學(xué)修飾或合成的聚合物，必須有普遍接受的有益于健康的科學(xué)證據(jù)，才能被視為膳食纖維。大多數(shù)膳食纖維定義還包括“相關(guān)物質(zhì)”，即非碳水化合物，比如木質(zhì)素和存在于細(xì)胞壁中的與多糖相關(guān)的物質(zhì)。

　　膳食纖維的攝入具有多種健康益處，包括調(diào)節(jié)腸道菌群組成和代謝活性、改善腸道功能、產(chǎn)生短鏈脂肪酸、降低血糖和膽固醇水平、增加飽腹感以及降低慢性疾病的風(fēng)險(xiǎn)。益生元膳食纖維可以作為腸道中有益細(xì)菌的選擇性底物，比如雙歧桿菌和乳桿菌，它們對(duì)宿主的健康有益，并且在塑造腸道微生物生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

　　有研究表明，高膳食纖維飲食，比如地中海式飲食和素食飲食，可以通過調(diào)節(jié)腸道菌群，來預(yù)防心臟代謝疾病的發(fā)生，比如高血壓、高膽固醇、體重增加、系統(tǒng)性炎癥、心血管疾病、肥胖和2型糖尿病等。

　　益生元膳食纖維也可以被腸道細(xì)菌代謝，產(chǎn)生短鏈脂肪酸。這些代謝物具有抗炎和免疫調(diào)節(jié)能力。腸道菌群通過發(fā)酵膳食纖維產(chǎn)生短鏈脂肪酸對(duì)人類有益，而缺乏短鏈脂肪酸的產(chǎn)生與2型糖尿病有關(guān)。一項(xiàng)隨機(jī)臨床試驗(yàn)表明，在2型糖尿病患者中，膳食纖維可以選擇性促進(jìn)一組產(chǎn)短鏈脂肪酸的細(xì)菌的生長，當(dāng)這些產(chǎn)短鏈脂肪酸的細(xì)菌具有更大的多樣性和豐度時(shí)，特別是乙酸和丁酸，患者的糖化血紅蛋白（HbA1c）水平會(huì)得到改善，部分原因是胰高血糖素樣肽-1的產(chǎn)生增加。

　　另一項(xiàng)臨床研究調(diào)查了一種基于功能性食品組合的膳食配方對(duì)2型糖尿病患者的影響，包括菊粉、奇亞籽、大豆蛋白、omega-3脂肪酸、植物蛋白、多酚、可溶性和不溶性纖維。2型糖尿病患者表現(xiàn)為腸道菌群失調(diào)，糞便普雷沃氏菌的豐度增加。與安慰劑相比，飲食干預(yù)通過增加α多樣性和改變特定細(xì)菌的豐度而顯著改變了糞便菌群，而且不依賴于抗糖尿病藥物。糞便普雷沃氏菌減少，普氏棲糞桿菌和嗜黏蛋白阿克曼氏菌增加。普氏棲糞桿菌和嗜黏蛋白阿克曼氏菌可以促進(jìn)短鏈脂肪酸的產(chǎn)生，并且以其抗炎作用而聞名。富含膳食纖維、多酚和植物蛋白的功能性食品使患者的血糖、總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇、游離脂肪酸、甘油三酯、糖化血紅蛋白、脂多糖、C反應(yīng)蛋白顯著降低，抗氧化活性顯著增加。這種飲食對(duì)腸道菌群組成有益，可能為改善血糖控制、血脂異常和炎癥提供潛在的治療方法。

　　素食飲食配合最佳的藥物治療，可以降低缺血性心臟病患者的氧化型低密度脂蛋白膽固醇水平，改善心臟代謝風(fēng)險(xiǎn)因素（包括血脂、糖化血紅蛋白、高敏C反應(yīng)蛋白、BMI、血壓、心率等），改變腸道菌群組成及其代謝（比如短鏈脂肪酸和氧化三甲胺水平），改善患者的生活質(zhì)量。

　　05

　　合生元與心血管疾病

　　如果沒有益生元的參與，很多益生菌就不能很好的發(fā)揮作用，也不能產(chǎn)生對(duì)宿主有益的次生代謝產(chǎn)物，因此，與單獨(dú)使用益生菌或益生元相比，為了提供額外的好處，合生元作為替代品出現(xiàn)并不奇怪。

　　益生菌在小腸和大腸中都有效，而益生元的作用主要在大腸中觀察到。這兩種物質(zhì)的組合可以產(chǎn)生協(xié)同效果，主要目的是增加胃腸道中有益微生物的存活率。國際益生菌和益生元科學(xué)協(xié)會(huì)（ISAPP）已將合成元的定義更新為“含有活性微生物和被宿主微生物選擇性利用的底物的混合物，能夠給宿主健康帶來益處”。

　　合生元有兩種類型：

　　協(xié)同型合生元：其中的底物能夠被制劑中的活性微生物利用，以增強(qiáng)其功效。

　　互補(bǔ)型合生元：是由益生菌與益生元組成的合生元，發(fā)揮作用的重點(diǎn)是宿主已有的微生物。

　　合生元有兩種作用模式：

　?。╝）通過提高益生菌的活力而發(fā)揮作用；

　?。╞）通過提供特定的健康效果而發(fā)揮作用。

　　合生元的使用與腸道菌群中選定細(xì)菌屬的數(shù)量的積極變化有關(guān)，并且對(duì)心臟代謝危險(xiǎn)因素也具有有利影響，比如超重和肥胖、脂質(zhì)譜、炎癥、血糖水平和血壓。肥胖和超重的成年人在補(bǔ)充動(dòng)物雙歧桿菌和聚葡萄糖6個(gè)月后，體重減輕，血漿膽汁酸水平降低，腸道菌群和腸道屏障改善，肥胖相關(guān)標(biāo)志物改善。

　　健康的超重志愿者補(bǔ)充嗜酸乳桿菌、乳雙歧桿菌、長雙歧桿菌、兩歧雙歧桿菌和反式低聚半乳糖3個(gè)月后，BMI、腰圍、體脂量和糖化血紅蛋白均有所降低，雙歧桿菌、乳桿菌、瘤胃球菌和疣微菌的數(shù)量增加。

　　在代謝綜合征患者中，補(bǔ)充由干酪乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、嗜熱鏈球菌、短雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌、長雙歧桿菌、保加利亞乳桿菌和低聚果糖組成的合生元，可以降低BMI、空腹血糖、胰島素抵抗，并提高胰高血糖素樣肽GLP-1和肽YY的水平。

　　一項(xiàng)針對(duì)老年代謝綜合征患者的隨機(jī)安慰劑對(duì)照臨床試驗(yàn)表明，補(bǔ)充植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌、羅伊氏乳桿菌聯(lián)合菊粉和低聚果糖，可以改善患者的內(nèi)臟脂肪，縮小腰圍，降低血脂（總膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇、甘油三酯）、高敏C反應(yīng)蛋白和TNF-α，降低代謝綜合征癥狀和血壓。

　　一種市售的合生元制劑含有7株活菌（乳雙歧桿菌W51、乳雙歧桿菌W52、嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、副干酪乳桿菌、唾液乳桿菌、乳酸乳桿菌）和2種益生元（低聚果糖、菊粉），研究人員每天給BMI≥25 kg/m2的受試者服用2-4粒。12周后，受試者乳酸桿菌的數(shù)量顯著增加，蛋白水解菌（比如大腸桿菌、變形桿菌、假單胞菌）數(shù)量顯著減少，腸道屏障功能受損的生物標(biāo)志物顯著降低。

　　連續(xù)飲用富含合生元（嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌、乳雙歧桿菌和乳清蛋白、菊粉、鈣、維生素D3）的酸奶10周，可以顯著降低代謝綜合征肥胖患者的體脂量，改善患者的血壓、胰島素敏感性和脂質(zhì)譜。

　　給冠心病患者補(bǔ)充含有益生菌嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、兩歧雙歧桿菌和益生元菊粉的合生元制劑，可以改善患者的胰島素代謝標(biāo)志物、高密度脂蛋白膽固醇水平，降低血清高敏C反應(yīng)蛋白和脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛水平，并升高血漿一氧化氮水平。

　　06

　　后生元與心血管疾病

　　腸道菌群可以通過發(fā)酵不可消化的食物成分產(chǎn)生各種生物活性代謝物，來影響心臟代謝表型。后生元包括微生物代謝活動(dòng)所釋放或產(chǎn)生的任何物質(zhì)，這些物質(zhì)直接或間接地對(duì)宿主健康有益。后生元雖然不含活菌，但可以通過與益生菌類似的機(jī)制對(duì)宿主健康有益。目前可用的后生元包括：

　　（1）細(xì)菌和酵母菌向周圍液體中分泌的具有生物活性代謝物的無細(xì)胞上清；

　　（2）微生物群釋放的由生物聚合物產(chǎn)生的胞外多糖；

　?。?）微生物群絡(luò)產(chǎn)生的抗氧化酶，以防止活性氧的侵害；

　?。?）細(xì)胞壁碎片，包括細(xì)菌脂磷壁酸；

　　（5）短鏈脂肪酸，腸道細(xì)菌分解植物多糖所產(chǎn)生的代謝物；

　　（6）革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細(xì)菌降解獲得的細(xì)菌裂解物；

　　（7）腸道細(xì)菌產(chǎn)生的代謝物。

　　短鏈脂肪酸作為代謝物，可能是研究最多的來自腸道細(xì)菌的后生元，并被認(rèn)為是心血管代謝性疾?。ò?型糖尿病、肥胖和心血管疾病等）的潛在疾病改善和/或疾病預(yù)防因素。最豐富的短鏈脂肪酸乙酸可以通過刺激胰高血糖素樣肽GLP-1和肽YY等腸道激素的分泌對(duì)宿主能量和底物代謝產(chǎn)生有利影響，從而影響食欲，減少全身脂肪分解，降低全身促炎細(xì)胞因子水平，增加能量消耗和脂肪氧化。

　　短鏈脂肪酸不僅作為信號(hào)分子對(duì)腸道健康具有重要意義，而且可以進(jìn)入體循環(huán)，直接影響外周組織的代謝或功能。它們有利于調(diào)節(jié)脂肪組織、能量代謝、骨骼肌和肝臟組織，并有助于改善葡萄糖穩(wěn)態(tài)和胰島素敏感性。

　　后生元制劑，比如MDP（胞壁酰二肽）和Amuc_1100（嗜黏蛋白阿克曼氏菌的細(xì)胞壁成分），是通過先天免疫激活促進(jìn)心臟代謝益處的有希望的候選物。其它細(xì)菌衍生分子，比如某些脂多糖和氧化三甲胺，在免疫代謝機(jī)制中具有病理特征，可加劇心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)。氧化三甲胺被定位為減輕心臟代謝并發(fā)癥的生物標(biāo)志物和可能的治療靶點(diǎn)。每日補(bǔ)充益生菌嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌GG、動(dòng)物雙歧桿菌、長雙歧桿菌可以降低健康成年男性血清氧化三甲胺水平。

　　后生元是一個(gè)新興領(lǐng)域，目前關(guān)于后生元與心血管疾病防治的研究還較少，其對(duì)心血管疾病影響的潛在機(jī)制也尚未闡明，研究它們?cè)谶@些疾病中的有益作用具有重要意義。

　　總結(jié)

　　心血管疾病是全球范圍內(nèi)導(dǎo)致疾病和死亡的主要原因，已經(jīng)成為一項(xiàng)公共衛(wèi)生優(yōu)先事項(xiàng)，更好地預(yù)防和預(yù)測(cè)這些疾病對(duì)個(gè)人和社會(huì)都具有重要意義。越來越多的科學(xué)報(bào)告表明，維持健康的腸道菌群和穩(wěn)態(tài)的腸道環(huán)境是促進(jìn)宿主健康的因素，腸道菌群及其代謝物是心血管疾病開始和發(fā)展的主要貢獻(xiàn)者。調(diào)節(jié)腸道菌群及其相關(guān)代謝物為解決心血管疾病提供了有希望的途徑。

　　腸道菌群失調(diào)、腸道屏障紊亂和持續(xù)的低度炎癥是心臟代謝疾病發(fā)病中的“惡性循環(huán)”。飲食中加入益生菌、益生元、合生元和后生元作為營養(yǎng)補(bǔ)充劑似乎在恢復(fù)健康的腸道菌群、促進(jìn)有益細(xì)菌的生長和降低心血管疾病等慢性疾病的風(fēng)險(xiǎn)方面起著關(guān)鍵作用。

　　飲食在塑造人類腸道菌群中也起著核心作用，尤其影響心血管疾病等慢性疾病的進(jìn)展。西式飲食模式的特點(diǎn)是飽和脂肪、鹽和蔗糖的攝入量高，而膳食纖維的攝入量低，這會(huì)促進(jìn)腸道菌群失調(diào)，使個(gè)體容易患心血管疾病。這種飲食方案與腸道菌群紊亂有關(guān)，其特征是微生物多樣性減少，厚壁菌門/擬桿菌門比例升高，大腸桿菌等促炎細(xì)菌水平增加，而腸道有益細(xì)菌減少，導(dǎo)致免疫系統(tǒng)變得容易受到心血管健康的有害影響。相反，以植物性食物為基礎(chǔ)的地中海式飲食對(duì)腸道菌群和預(yù)防心血管疾病具有深遠(yuǎn)的直接影響。地中海式飲食富含膳食纖維、omega-3必需脂肪酸、維生素和天然抗氧化劑，與氧化三甲胺水平降低、擬桿菌門比例較高和整體菌群更健康有關(guān)，從而導(dǎo)致短鏈脂肪酸水平升高和炎癥減少。

　　總之，益生菌、益生元、合生元和后生元結(jié)合健康飲食作為傳統(tǒng)臨床藥物治療的補(bǔ)充，可以為預(yù)防和治療心血管疾病開辟新的途徑。