众所周知，饮用含糖饮料会增加患糖尿病的风险，但这一关系背后的机制尚不清楚。现在，在一篇于1月31日发表在Cell Press期刊《细胞代谢》上的论文中，研究人员表明，微生物群落微生物产生的代谢物可能在此过程中起到一定作用。在一项针对美国西班牙裔/拉丁裔成年人的长期队列研究中，研究人员发现了高糖饮料摄入者微生物群落微生物组和血液代谢物之间的差异。在随后的10年内，饮用含糖饮料的人群表现出更高的糖尿病风险。由于其中一些代谢物是由微生物群落微生物产生的，这表明微生物组可能介导了含糖饮料与糖尿病之间的关联。
“我们的研究揭示了含糖饮料为何对新陈代谢有害的一种潜在机制，”该研究的资深作者、阿尔伯特·爱因斯坦医学院的流行病学家齐启斌（Qibin Qi）博士说。“尽管我们的发现是观察性的，它们为通过微生物群落微生物组进行糖尿病预防或管理策略提供了见解。”
含糖饮料是美国成年人饮食中添加糖的主要来源。在2017年和2018年，美国成年人每天平均从含糖饮料如苏打水和加糖果汁中摄取34.8克添加糖。齐启斌指出，相比固体食物中的添加糖，饮料中的添加糖“可能更容易被吸收，并且由于它们只是糖和水，能量密度非常高”。
此前在欧洲和中国进行的研究已经表明，含糖饮料会改变微生物群落微生物组的组成，但这是首次研究这种微生物变化是否会影响宿主的新陈代谢和糖尿病风险。这也是首次在美国西班牙裔/拉丁裔人群中进行的研究——这是一个糖尿病发病率高且已知大量饮用含糖饮料的群体。
研究团队使用了正在进行的西班牙裔社区健康研究/拉丁裔研究（HCHS/SOL）的数据，该研究包括来自圣地亚哥、芝加哥、迈阿密和布朗克斯的超过16,000名参与者的数据。在初次访问时，参与者被要求回忆过去24小时的饮食情况，并采集血液样本以分析其血清代谢物。研究人员在后续访问中收集了一部分参与者的粪便样本（n = 3,035），并分析了他们的微生物群落微生物组数据，以确定含糖饮料摄入量、微生物群落微生物组组成和血清代谢物之间的关联。
他们发现，每天饮用两杯或更多含糖饮料的高摄入量与九种细菌物种丰度的变化有关。其中四种物种已知能产生短链脂肪酸——当细菌消化纤维时产生的分子，已知对葡萄糖代谢有积极影响。总体而言，与含糖饮料摄入量呈正相关的细菌物种通常与更差的代谢特征相关。有趣的是，这些细菌与非饮料来源的糖摄入无关。
研究人员还发现了含糖饮料摄入量与56种血清代谢物之间的关联，其中包括几种由微生物群落微生物或其衍生代谢物产生的代谢物。这些与糖相关的代谢物与更差的代谢特征有关，包括空腹血糖和胰岛素水平较高、BMI和腰臀比更高以及高密度脂蛋白胆固醇（“好”胆固醇）水平较低。值得注意的是，这些代谢物水平较高的人群在未来10年内患糖尿病的可能性更高。
“我们发现，几种与微生物相关的代谢物与糖尿病风险有关，”齐启斌说。“换句话说，这些代谢物可能预示未来的糖尿病。”
由于微生物群落微生物组样本仅从一部分参与者中收集，研究人员样本量不足，无法确定任何微生物群落微生物物种是否直接与糖尿病风险相关，但他们计划进一步研究这个问题。
“未来，我们希望测试这些细菌和代谢物是否可以介导或至少部分介导含糖饮料与糖尿病风险之间的关联，”齐启斌说。
研究团队计划在其他人群中验证他们的发现，并扩展分析，以调查微生物代谢物是否涉及其他与糖消费相关的慢性健康问题，如心血管疾病。
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