肠道微生物可能影响宿主的能量平衡，并且肥胖相关的肠道微生物通过增加从饮食中获取能量的能力影响宿主的生理状况。人类肠道菌群移植的小鼠的体重增加与粪便总能量呈负相关，这意味着肠道菌群从饮食中提取能量的能力差异可能与体重管理有关。

新发表在《Microbiome》的文章，调查了85名超重成年人的肠道微生物能量提取（通过粪便能量密度反映）是否与肠道转运时间和微生物群落结构有关。结果表明，肠道微生物的能量获取因肠道转运时间和相关的肠道微生物群生态系统的变化而在个体间呈现多样化。对这些关联的更好理解可以支持开发个性化的营养和改善减肥策略。

主要结果

图1. 肠型在粪便能量密度、肠道转运时间、微生物α-多样性和体重方面存在差异

尽管从理论上讲，较慢的肠道转运可以提取更多的能量，但与预期相反，粪便能量密度与肠道转运时间呈正相关。此外，根据三个既定的肠道型特征类群的丰度对个体进行分层（图1b），发现与Ruminococcaceae（R型）肠型的个体相比，Bacteroides（B型）肠型的个体的粪便能量密度明显较低，它也倾向于低于P型个体（图1c）。

与粪便能量密度和肠道转运时间之间的正相关关系一致，与R型个体相比，B型个体的转运时间明显较短，而P型个体则处于两者之间（图1d）。习惯性饮食模式或粪便样本中的细菌细胞数的不同不能解释肠型之间粪便能量密度的差异。相反，粪便能量密度的差异与不同的微生物组生态系统结构有关，因为通过香农指数和观察到的丰富度评估的微生物组α多样性在不同的肠型之间有明显的差异，其中B型的多样性最少，R型的最多（图1e，f）。此外，粪便能量密度与观察到的丰富度和香农指数呈正相关。当检查每个肠型内的这种关联时，粪便能量密度和丰富度与香农指数之间的正向关联只在B型中明显，而在P型和R型中没有这种关联。值得注意的是，B型个体相对于R型个体有更高的体重（图1g）。

为了评估肠道型之间的潜在功能差异，比较了不同肠型之间的粪便SCFAs和尿液中蛋白质分解的宿主-微生物共代谢物的水平。一般来说，粪便SCFAs与粪便能量密度没有明显的相关性（图2a），粪便中乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐的水平在不同肠型之间没有差异（图2b）。

图2. 肠型在粪便和尿液中的蛋白质分解代谢物不同

然而，与B型个体相比，R型个体粪便中的支链SCFAs（异丁酸盐、2-甲基丁酸盐和异戊酸盐）水平更高（图2c），而与B型个体相比，P型个体的戊酸盐和己酸盐水平更高（图2d）。此外，与B型和P型个体相比，R型个体的尿液中观察到的微生物衍生的蛋白质分解代谢物（对甲酚葡萄糖醛酸、对甲酚硫酸盐和苯乙酰谷氨酰胺）的水平非常一致（图2e），这表明肠型之间结肠蛋白质分解的差异。

总结

这项研究表明，粪便能量密度作为肠道微生物能量收获的代表，与肠道转运时间和微生物群落结构有关。该研究提供了一些最早的证据，表明由肠型反映的人类肠道微生物群落结构的差异影响了肠道微生物群从食物中提取能量的能力。虽然因果关系仍有待确定，但这些观察结果是耐人寻味的，可能对预测体重管理中的个性化饮食反应具有关键作用。