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谷禾健康
当我们坐在餐桌前，精心挑选着盘中的食物时，一个常常被忽略的事实是：我们并非独自在享用这顿美餐。在我们的身体内部，一个无比繁华、拥挤而又充满活力的微观世界——肠道菌群，正翘首以盼，等待着我们送去的“补给”。这个由数万亿个细菌、真菌、病毒和古菌组成的复杂生态系统，其细胞总数甚至超过了我们自身的人体细胞，基因数量更是人类基因组的百倍以上。因此，科学家们形象地将其称为人体的“第二基因组”或“隐形器官”。
那么，究竟是什么决定了这个“隐形器官”的构成与功能？虽然遗传、年龄、生活方式及药物等多种因素都有关联，但研究普遍指出，饮食是最关键的驱动力。我们的食物不仅为自身提供能量和营养，也直接影响肠道微生物的“口粮”，不同食物成分会选择性促进不同微生物的生长，正如施用不同肥料会催生出不同的花草组合一样。
在众多营养素中，碳水化合物（尤其是膳食纤维）和脂肪对肠道菌群的影响已有深入研究，而蛋白质这一生命基础营养素，其调节肠道菌群的作用却长期被忽视。
我们都知道蛋白质对构建肌肉、修复组织、维持生命活动至关重要，但我们摄入的蛋白质究竟如何与肠道菌群互动？更重要的是，不同来源的蛋白质——例如，一块牛排（动物蛋白）与一盘扁豆（植物蛋白），会对我们体内的微观生态系统产生截然不同的影响吗？
这正是我们今天要深入探讨的核心问题。本文是基于最近发表在bioRxiv平台、题为《膳食蛋白源塑造肠道微生物结构和预测功能：一项结合机器学习的Meta分析》的重磅研究，为我们揭开提供了迄今为止较为全面、系统化的线索。
该研究巧妙地运用了Meta分析，汇集了全球范围内多项独立研究的数据，并通过前沿的机器学习算法进行深度挖掘，以前所未有的广度和精度，描绘出动物蛋白与植物蛋白在肠道菌群世界里投下的不同“身影”。
接下来，我们将解读这项研究的核心发现，包括动物蛋白和植物蛋白如何影响菌群的多样性与结构，不同饮食下的代表菌种，以及这些变化如何通过代谢功能影响我们的长期健康。
这不仅是对前沿科学的探索，也为我们的饮食选择带来了全新的认知。
在深入探讨研究的具体发现之前，先了解一下此次研究使用的两大“工具”：Meta分析（Meta-Analysis）和机器学习（Machine Learning）。
理解了它们的工作原理，我们才能更深刻地体会到这项研究结论的科学分量与可靠性。
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Meta分析：站在巨人肩膀上看得更远
关于“不同蛋白质对肠道菌群的影响”，全球许多研究团队曾独立开展实验，
例如：
A研究组可能招募了20名志愿者，让他们分别食用富含牛肉和富含豆类的饮食；
B研究组则可能在小鼠身上测试了乳清蛋白和豌豆蛋白的效果；
C研究组的研究对象则可能是另一群不同文化背景的人。
每一项研究由于其样本量、实验设计、测量方法和地域人群的差异，得出的结论可能不尽相同，甚至有时会相互矛盾。例如，A研究发现动物蛋白显著降低了某种细菌，而B研究可能发现没有显著变化。这会让公众和政策制定者感到困惑：我们到底该相信谁？
Meta分析正是为应对这种问题而设立的统计方法。它并非进行新实验，而是系统收集并整合同一主题下尽可能多的高质量独立研究，利用统计工具合并与再分析这些数据，从而得出更具代表性和可信度的综合结论。
◮ Meta分析有三大优势：
增大样本量：通过合并多个研究，原本几十、几百的样本量可以瞬间扩大到成千上千，极大地提高了统计功效，使得我们能够洞察到在单个小规模研究中难以发现的、更细微但真实存在的效应。
解决不一致性：它可以评估不同研究结果之间的差异程度（即“异质性”），并探究造成这种差异的原因（例如，可能是因为研究对象的年龄不同，或是干预时间长短不一）。
提高结论的普遍性：因为数据来自不同地区、不同人群、不同实验条件，所以Meta分析得出的结论往往比任何单一研究更具普遍适用性。
在本研究中，作者首先进行了大规模文献筛选，在数千篇论文中，依据严格标准最终选取了13项高质量的人类干预研究，构建了总计近600个样本的数据集。
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机器学习：从海量数据中挖掘模式的智能算法
收集到了海量数据仅仅是第一步。肠道菌群的数据是出了名的高维度、高复杂度。每个人的肠道里都可能有成百上千种不同的细菌，它们的丰度（数量多少）各不相同。面对这样一个由无数变量构成的复杂矩阵，传统的统计方法有时会显得力不从心。
◮ 机器学习对于数据统计和处理更高效
这时，机器学习就是重要的工具了。作为人工智能的一个分支，机器学习算法尤其擅长在看似杂乱无章的海量数据中，自动学习并识别出隐藏的模式和规律。它不像传统统计学那样需要研究者预先设定严格的假设，而是能够以一种更加“开放”和“探索性”的方式，让数据自己“说话”，以上两种方法也是谷禾健康构建人群肠道菌群数据库和识别菌群与健康以及营养的重要工具。
本研究主要采用了“随机森林”模型。可以这样理解：
如果我们想训练医生仅凭肠道菌群组成判断病人偏好动物蛋白还是植物蛋白，可先搭建一棵决策树：医生依次提问，例如“普雷沃氏菌丰度是否超过X？”、“拟杆菌丰度是否低于Y？”，通过一系列“是”或“否”，最终给出饮食类型诊断。
但单棵决策树容易因偶然因素产生偏误，就像初学医生容易过拟合少数病例一样。
为了避免这个问题，“随机森林”模型同时构建了成百上千棵这样的决策树，形成一片茂密的“森林”。它的高明之处在于“随机”二字：
通过这两个“随机”过程，保证了森林里的每一棵树都是独一无二、各具特色的。当需要做出最终判断时，模型会让森林里的每一棵树都进行一次独立的投票，然后采纳“少数服从多数”的原则，得出最终的、最稳健的分类结果。这就像一个由数百位不同背景、不同专长的医生组成的专家委员会进行会诊，其诊断结果自然远比单个医生更加准确和可靠。
◮ 随机森林的特点
样本随机：在构建每一棵树时，都不是使用全部的样本数据，而是从总样本中随机抽取一部分（有放回抽样）。
特征随机：在每个决策节点上选择“提问”的菌种时，也不是从所有菌种里挑选，而是随机抽取一部分菌种作为候选。
更妙的是，随机森林模型在完成分类任务后，还能告诉我们，为了做出准确的判断，它最依赖哪些“线索”。也就是说，它能计算出每一种细菌（即“特征”）对于区分“动物蛋白”和“植物蛋白”饮食模式的重要性得分。得分越高的细菌，就越有可能是区分两种饮食模式的“生物标志物”（Biomarker）。
通过将Meta分析的宏观整合能力与机器学习的微观挖掘能力相结合，这项研究得以在坚实的数据基础上，可以更系统地回答了文章开头提出的核心问题。
现在，让我们正式进入研究的重要发现环节。
在评估一个生态系统的健康状况时，通常会关注两个核心指标：
一是物种的丰富度与均匀度，即生态系统内物种数量多不多，分布均不均匀（对应谷禾健康报告里的多样性分值）；
二是物种的组成结构，即这个生态系统主要由哪些类型的物种构成。对于肠道这个微观生态系统而言，这两个指标分别对应着α-多样性（Alpha Diversity）和β-多样性（Beta Diversity）。
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α-多样性：肠道菌群的“贫富”指数
α-多样性用于衡量单个样本内微生物多样性的“丰富”和“均衡”程度。较高的α-多样性通常代表更健康的肠道生态，意味着功能更稳定、韧性更强，更能抵御外部干扰，如饮食变化或抗生素影响。就像物种繁多的雨林比单一农田更能抵抗病虫害。
那么，动物蛋白和植物蛋白饮食，谁更能促进肠道菌群的“共同富裕”呢？以往，一些小规模的研究在这个问题上存在争议。但这次，通过Meta分析整合了13项研究的庞大数据后，答案变得清晰起来。
◮ 摄入动物蛋白与植物蛋白α多样性的差异不大
研究结果显示，与摄入动物蛋白（如乳清、牛肉、猪肉）相比，摄入植物蛋白（如大豆、豌豆、藜麦）的受试者，其肠道菌群的α-多样性没有发生显著变化，甚至在某些指标上呈现出增加的趋势。
这一发现非常重要。它有力地反驳了一些人担心的“植物蛋白饮食可能会导致肠道菌群变得单一”的观点。恰恰相反，富含植物蛋白的饮食模式，至少在维持甚至提升肠道菌群多样性方面，表现出了与动物蛋白饮食相当甚至更优的潜力。
这背后的原因我们将在后文深入探讨，但一个关键因素在于，植物蛋白往往与一位“黄金搭档”——膳食纤维——相伴相生。这些纤维是许多有益肠道细菌的“顶级美食”，能够有力地支撑起一个物种繁盛的菌群环境。
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β-多样性：划分肠道菌群的“派系”
如果说α-多样性关注的是菌群的“丰富程度”，那么β-多样性则衡量不同样本间微生物群落结构的差异。如果两组样本（如动物蛋白组和植物蛋白组）β-多样性差异显著，说明各自肠道菌群已经形成了截然不同的“派系”。
◮ 动物蛋白饮食下的菌群与植物蛋白的截然不同
在这项研究中，这正是最显著的发现之一。分析结果明确无误地显示，动物蛋白饮食和植物蛋白饮食塑造出了两种显著不同的肠道菌群结构。这意味着，如果你长期以动物蛋白为主食，你的肠道菌群整体面貌，将会与一个长期以植物蛋白为主食的人，有着清晰可辨的巨大差异。
为直观展示这种差异，研究者使用主坐标分析（PCoA）作图，每个点代表一个人的肠道菌群，点间距离反映差异大小。结果显示，动物蛋白组和植物蛋白组的样本在图上分成两个清晰分离的“星团”。
这一发现具有里程碑式的意义。它证实了膳食蛋白的“来源”，而不仅仅是“数量”，是决定我们肠道菌群生态类型的关键变量。你的餐盘上放的是牛排还是豆腐，正在以一种超乎想象的深度，重塑着你体内那个庞大的微生物帝国。
但问题也随之而来：这两个不同的菌群“派系”，究竟是由哪些具体的细菌成员构成的？又是哪些“关键先生”造成了如此显著的差异？这就要依靠机器学习的强大威力来找出了。
随机森林模型不仅能准确区分两种饮食模式，还给出了区分动物蛋白与植物蛋白饮食最关键的细菌“标志物”名单，这些细菌对于理解不同蛋白来源如何影响肠道菌群至关重要。
研究筛选出多种在两种饮食下丰度明显不同的“核心细菌”，其中值得关注的有：
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动物蛋白饮食的“拥护者”
在摄入动物蛋白后，一些偏爱在富含蛋白质和脂肪环境中生长的细菌丰度显著增加。这些细菌通常被认为是“蛋白质发酵型”或“腐生菌”，它们擅长分解蛋白质和氨基酸，但其代谢产物有时可能对宿主健康构成潜在风险。
◮ Alistipes和Bilophila——动物蛋白饮食富集
Alistipes（另枝菌属）和Bilophila（嗜胆菌属）：这两种菌是动物蛋白饮食下典型的富集菌。Alistipes属的某些菌株与肠道炎症和一些情绪障碍有关联。Bilophila wadsworthia则更为糟糕，它能利用动物性饮食中常见的含硫氨基酸（如牛磺酸，在红肉和海鲜中富含）产生硫化氢（H₂S）。
低浓度的硫化氢对肠道粘膜有保护作用，但过量产生则会破坏肠道屏障，诱发炎症，被认为是炎症性肠病（IBD）的一个潜在触发因素。关于这两种菌详见：
肠道重要菌属——另枝菌属（Alistipes），调节炎症情绪等的潜力菌
肠道重要菌属——嗜胆菌属 （Bilophila）喜欢脂肪、耐胆汁的促炎菌
◮ 动物蛋白饮食还能提升拟杆菌丰度
Bacteroides（拟杆菌属）：这是一个庞大且复杂的菌属，主要为革兰式阴性菌，在西方化饮食（高蛋白、高脂肪）人群的肠道中通常占据主导地位。它们是多面手，既能利用碳水化合物，也能分解蛋白质。
动物蛋白饮食能够显著提升它们的丰度。虽然Bacteroides的许多成员是中性甚至有益的共生菌，但它们的过度扩张，特别是当缺乏足够膳食纤维来“喂养”它们时，可能会导致它们转向分解宿主肠道粘液中的糖蛋白，从而削弱肠道的第一道物理防线。
两种饮食结构下，主要菌属的相对丰度
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植物蛋白饮食的“爱好者”
与动物蛋白饮食形成鲜明对比的是，植物蛋白饮食极大地促进了一批被广泛认可的“有益菌”的生长。这些细菌大多是“糖类发酵型”，它们热衷于分解植物性食物中富含的各种复杂碳水化合物（膳食纤维、抗性淀粉等），并产生对宿主健康至关重要的代谢产物。
◮ 植物蛋白饮食显著提升了双歧杆菌属丰度
Bifidobacterium（双歧杆菌属）和Lactobacillus（乳杆菌属）：这两个名字对大众来说可能并不陌生，它们是市面上益生菌酸奶和补充剂中的“常客”。研究发现，植物蛋白饮食显著提升了Bifidobacterium的丰度。双歧杆菌是著名的“健康基石”，尤其在婴幼儿肠道中占据主导地位。它们能够产生短链脂肪酸（SCFAs），抑制病原菌生长，调节免疫系统，增强肠道屏障功能。
◮ 富含纤维的食物还能促进普雷沃氏菌和粪杆菌生长
Prevotella（普雷沃氏菌属）和Roseburia（罗伊氏菌属）：Prevotella属偏爱在富含纤维和碳水化合物的饮食环境中生长，在非西方化、以植物为主食的人群中丰度极高。它们是高效的纤维分解者。
而Roseburia则是肠道中产生丁酸盐（一种至关重要的SCFA）的主力军之一。丁酸盐是结肠上皮细胞的首选能源，能直接为肠道细胞“加油”，同时具有强大的抗炎作用。
Faecalibacterium（粪杆菌属）：特别是Faecalibacterium prausnitzii（普拉梭菌），被誉为“抗炎明星”。它的丰度降低与多种炎症性疾病（如克罗恩病）直接相关。植物性饮食，通过提供丰富的可发酵底物，为这类有益菌创造了理想的生长环境。
肠道核心菌属——普拉梭菌（Faecalibacterium Prausnitzii），预防炎症的下一代益生菌
编者小结
通过这份“红黑榜”，我们可以清晰地看到，动物蛋白和植物蛋白饮食，在肠道菌群的“物种选择”上，展现出了强烈的偏好性。动物蛋白倾向于富集那些擅长蛋白质发酵、但部分代谢产物可能存在健康隐患的细菌；而植物蛋白则大力扶持了那些以分解纤维、产生有益代谢物而闻名的“健康卫士”。
这不仅仅是细菌名单的改变，更深层次的，是整个肠道微生态系统功能的转变。
肠道菌群结构的变化最终会影响其功能层面，而我们更关注这些细菌在肠道中的具体作用。为此，研究人员采用了PICRUSt2生物信息学工具，通过已知的16S rRNA基因序列，预测菌群的功能基因谱和可能激活或抑制的代谢通路。
分析结果显示，不同饮食模式下肠道内存在截然不同的“代谢模式”。
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动物蛋白饮食的代谢特征：BCAA代谢亢进
分析发现，动物蛋白饮食组的菌群，其与支链氨基酸（BCAAs）代谢相关的通路被显著上调。BCAAs包括亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸，是人体必需氨基酸，对肌肉生长至关重要。动物蛋白（特别是乳清蛋白）正是BCAAs的极佳来源。
◮ 过量代谢BCAA的细菌可能导致代谢疾病风险
然而，近年来，越来越多的证据表明，循环血液中过高水平的BCAAs及其相关代谢物，与胰岛素抵抗和2型糖尿病的风险增加密切相关。
肠道菌群在BCAA的分解代谢中扮演了重要角色。动物蛋白饮食不仅直接带来了更多的BCAA，还富集了那些能更活跃地代谢BCAA的细菌，这可能导致一系列代谢副产物的产生，这些副产物被认为可能干扰宿主的胰岛素信号通路，从而埋下代谢疾病的隐患。
此外，动物蛋白饮食还与同型半胱氨酸（homocysteine）代谢的上调有关。高水平的同型半胱氨酸是心血管疾病的一个独立风险因子。
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植物蛋白饮食的代谢特征：SCFA生产菌更丰富
与此相反，植物蛋白饮食组的菌群，展现出了另一幅欣欣向荣的代谢图景。最核心的变化，是与短链脂肪酸（SCFAs）生物合成相关的通路被显著激活。
SCFAs，主要包括乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐，是肠道有益菌发酵膳食纤维产生的主要“宝藏”代谢物。它们的功能极其广泛且对健康至关重要：
能源供应：丁酸盐是结肠细胞的主要能量来源，能维持肠道屏障的完整性和健康。
抗炎作用：SCFAs能够抑制炎症反应，对预防和缓解肠道及全身性炎症至关重要。
代谢调节：它们可以通过作用于肠道和远端器官（如肝脏、脂肪组织）的受体，参与调节血糖和血脂代谢，改善胰岛素敏感性。
“肠-脑轴”通讯：SCFAs还能穿过血脑屏障，参与调节食欲、情绪和认知功能。
◮ 植物蛋白饮食促进微生物发酵并产生短链脂肪酸
植物蛋白饮食能够显著促进短链脂肪酸（SCFA）的生成，其主要机制在于植物性食物富含的特定营养素。植物蛋白来源的食物，如豆类、全谷物及坚果，普遍含有高密度的可发酵膳食纤维与抗性淀粉。这些碳水化合物是肠道中特定菌群，例如双歧杆菌属（Bifidobacterium）和罗氏菌属（Roseburia），合成SCFA所偏好的主要底物。
因此，采用植物蛋白为主的饮食模式，实质上是为这些有益微生物提供了一个理想的发酵基质，从而高效促进其代谢活动与增殖。
这一功能差异很可能构成关键的、基于肠道菌群的分子机制，用以解释为何长期坚持植物性饮食与较低的心血管疾病、2 型糖尿病及部分癌症风险相关。
读到这里，一个关键问题值得我们深思：造成上述所有差异的，真的仅仅是蛋白质分子本身的来源不同吗？是牛肉里的氨基酸和豆腐里的氨基酸有什么本质区别吗？
回答并非绝对。
该项荟萃分析的深刻之处，在于其揭示了一个更为宏观的视角：人类摄入的并非孤立的营养素，而是一个完整的“食物基质”（Food Matrix）。不同蛋白质来源之所以产生差异化的生理效应，很大程度上归因于与蛋白质共同摄入的“伴随营养素”所产生的协同作用。
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动物源性蛋白质的营养基质特征
当摄入动物性食物，如红肉或加工肉制品时，机体获取的是一个复杂的生物活性化合物组合，而非仅仅是动物蛋白。此基质通常包含以下组分：
• 高含量的饱和脂肪与胆固醇：
这类脂质会刺激肝脏合成并分泌更多的初级胆汁酸进入肠道，以辅助脂肪的乳化与吸收。然而，肠道内的特定菌群（如前文提及的嗜胆菌属 Bilophila）能够将这些初级胆汁酸代谢为次级胆汁酸，而后者具有潜在的促炎与致癌特性。
• 丰富的含硫氨基酸（蛋氨酸、半胱氨酸）与牛磺酸：
动物蛋白富含此类化合物，它们为肠道中能够产生硫化氢（H₂S）的细菌提供了充足的反应底物。高浓度的硫化氢可能对肠道细胞产生毒性作用。
• 高浓度的左旋肉碱（L-carnitine）与胆碱：
红肉是这两种物质的重要膳食来源，可被特定肠道菌群代谢为三甲胺（TMA）。TMA被吸收后在肝脏经含黄素单加氧酶氧化为氧化三甲胺（TMAO）。循环中TMAO水平升高已被证实与动脉粥样硬化和心血管疾病风险增加存在因果关系。
• 血红素铁：
尽管红肉中的血红素铁生物利用度高，但过量摄入会作为一种促氧化剂，催化活性氧（ROS）的生成，可能对肠道上皮细胞造成氧化损伤。
• 膳食纤维的缺失：
此为关键区别点。纯动物性食物基质中几乎不含膳食纤维。这使得依赖碳水化合物为主要能量来源的有益菌（即短链脂肪酸生产者）缺乏发酵底物，导致其丰度下降。这种变化为那些进行蛋白质发酵并可能产生有害代谢物的菌群创造了增殖的生态位。
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植物蛋白的“黄金搭档”
相比之下，植物蛋白的“食物基质”则显得友好得多。当你吃下一碗扁豆、鹰嘴豆或一块豆腐时，你同时摄入的还有：
• 丰富的膳食纤维：
这是植物蛋白最大的优势。各种可溶性和不溶性纤维，是肠道有益菌的“益生元大餐”，直接支撑了SCFA的生产体系，并促进了菌群的多样性。
• 多酚类物质：
植物中含有成千上万种多酚化合物（如黄酮、花青素），它们不仅自身具有强大的抗氧化和抗炎活性，还能被肠道菌群代谢为更具生物活性的小分子物质，同时它们也能反过来调节菌群的组成，抑制有害菌，促进有益菌。
不饱和脂肪酸：
许多植物性食物（如坚果、种子）富含有益心血管健康的单不饱和和多不饱和脂肪酸。
较低的氨基酸密度和不同的氨基酸谱：
植物蛋白的消化速度通常比动物蛋白慢，这使得更多的蛋白质和氨基酸有机会到达结肠，但由于有大量纤维的存在，发酵的模式会更偏向于有益方向。
因此，这场动物蛋白与植物蛋白在肠道中的“较量”，实际上是一场整体饮食模式的较量。
通过对这项结合了Meta分析与机器学习研究的深度解读，我们得以清晰地看到，餐盘中的蛋白质来源，是调控我们肠道微生物的一个强有力杠杆。
★核心结论可以概括为：
结构重塑：膳食蛋白的来源（动物vs.植物）是塑造肠道菌群结构的关键驱动力，能形成两种显著不同的菌群“派系”。
物种筛选：动物蛋白饮食倾向于富集Alistipes、Bilophila等可能与炎症和不良代谢产物相关的细菌；而植物蛋白饮食则大力促进了Bifidobacterium、Roseburia等公认的“有益菌”的繁荣。
功能转向：在功能层面，动物蛋白饮食与支链氨基酸（BCAA）代谢等可能关联胰岛素抵抗的通路被激活相关；而植物蛋白饮食则显著上调了短链脂肪酸（SCFA）的生物合成通路，后者对维持肠道和全身健康至关重要。
这些差异不仅源于蛋白质本身，更重要的是由蛋白质来源食物的整个“食物基质”——包括伴随的脂肪类型、纤维、多酚等共同决定的。
启示和指导
上述结论并非倡导彻底弃用动物蛋白或推行严格纯素，更非妖魔化动物蛋白。科学研究的价值在于提供循证依据，帮助个体做出更明智、均衡的饮食选择。
基于本研究，可提出以下可操作的饮食策略：
1.优化蛋白质来源结构，提升植物蛋白占比：
建议在日常膳食结构中有意识地提升源自植物性食物的蛋白质比例。
优质的植物蛋白来源包括：
豆类： 如小扁豆、鹰嘴豆、黑豆等；
豆制品： 如豆腐、豆豉；
全谷物与准谷物： 如藜麦；
坚果与种子。
可采取循序渐进的策略以实现这一目标，例如，每周设定若干“低动物蛋白日”，或在烹饪时，尝试使用植物蛋白部分或全部替代原有的动物蛋白成分，以逐步调整和优化个人的饮食习惯。
2.优先选择“优质”动物蛋白：
优先选择“优质”动物蛋白：如果选择动物蛋白，可以优先考虑鱼类（富含Omega-3脂肪酸）、禽肉和鸡蛋，适度摄入红肉，并尽量减少加工肉制品（如香肠、培根）的消费。
3.采用基于“食物基质”的整体性评估方法：
在进行膳食选择时，应超越对孤立营养素的关注，建立对食物整体营养构成的认知。评估蛋白质来源时，需系统性地考量其伴随的营养成分。
例如，分析该蛋白质是与有益健康的膳食纤维和植物多酚（如豆类）共同摄入，还是与可能增加代谢负担的饱和脂肪、胆固醇及加工助剂（如加工肉制品）一同进入体内。
4.保证充足膳食纤维摄入：
无论蛋白质来源如何，每日从全谷物、蔬菜、水果、豆类获取足量纤维，是维持肠道微生态的关键。充足的膳食纤维能够为有益菌提供发酵底物，支持其稳态与代谢。
个性化将是未来的大趋势。每个人的初始肠道菌群、遗传背景和生活方式都不同，对同一种蛋白质的反应也可能存在差异。未来的营养学，或许能够根据你的个人菌群特征，为你量身定制最适合你的蛋白质摄入方案。
但在此之前，研究所揭示的宏观规律，已经为我们指明了通往更健康肠道微生态的清晰方向。下一次，当你站在超市的货架前，或在餐厅的菜单上做出选择时，请记住，你的每一次选择，不仅是在喂饱自己，更是在为你体内那个数万亿的微小盟友，投票决定它们的未来，也间接地，决定你自己的健康未来。
参考文献：
Adejumo, Samson, et al. “Dietary Protein Source Shapes Gut Microbial Structure and Predicted Function: A Meta-Analysis with Machine Learning.” bioRxiv (2025): 2025-04.
谷禾健康
↑出现以上症状，可能是身体缺乏蛋白质的信号。
★ 蛋白质有多重要？
蛋白质不仅是构建人体组织的主要原料，而且对新陈代谢至关重要。膳食蛋白质及其代谢产物氨基酸是人类的必需营养素。
蛋白质提供能量，调节代谢；我们的皮肤、骨骼、毛发都有它的参与；当然免疫系统也少不了它。
★ 肠道菌群参与蛋白质代谢
肠道微生物群介导蛋白质代谢和宿主免疫反应之间的相互作用，在代谢过程中发挥重要作用。
小肠细菌能代谢部分氨基酸，进而影响宿主整体氨基酸的代谢。大肠拥有更丰富的菌群和更长的蠕动时间。
一方面，进入大肠的氮营养素会影响大肠菌群的代谢和群落结构；另一方面，大肠菌群也能广泛参与氮营养素的代谢与利用，生成许多代谢产物，进而影响人体健康。
因此，本文详细讨论蛋白质对人体的影响，肠道菌群与蛋白质的相互作用，肠道微生物群代谢产物的影响，文末有人体对蛋白质的需求量及相关食物补充说明。
我们先来看一下蛋白质的消化分解过程。
蛋白质的消化分解
小肠上皮细胞消化膳食蛋白质，然后吸收氨基酸和肽是一个高效的过程。高可消化的蛋白质可能部分逃脱小肠的消化，大量的含氮物质可能从小肠转移到大肠。未消化的蛋白质和多肽通过肠道微生物和残留的胰腺蛋白酶进行蛋白水解，产生大量的微生物代谢物。
胃肠道中的蛋白质分解代谢物
Zhao J, et al., Curr Protein Pept Sci. 2019
这些微生物代谢物中有些是中间产物，有些是最终产物。大量的最终产物主要是短链脂肪酸、氨、多胺、硫化氢、酚类和吲哚类化合物。
这些细菌代谢物中的一些可以被运输到结肠细胞，并根据其在腔内的浓度对这些上皮细胞产生有益或有害的影响。一些细菌代谢产物被输送到门脉血，对肝脏和周围器官组织产生各种生理作用（这些代谢物在健康中发挥的作用详见本文后面章节）。
肠道微生物群在膳食蛋白质分解代谢中作用
宿主饮食对肠道微生物群的分布和活性有很大影响。膳食蛋白质或氨基酸调节可作为调节发酵细菌的一种方法。
在研究不同动物蛋白质来源（牛肉、鸡肉和鱼类）对人类粪便微生物群的影响的研究中，与牛肉蛋白孵育2天后，产气荚膜梭菌的数量显著增加，双歧杆菌的数量显著减少。
微生物分泌的酶直接降解分解蛋白
肠道微生物群在促进氨基酸调节以及氨基酸消化和吸收过程中的分泌方面起着至关重要的作用。
蛋白质的转换主要发生在肠道中，结肠细菌降解内源性或外源性蛋白质的效率较高。
拟杆菌属(Bacteroides)、梭状芽胞杆菌属(Clostridium)、丙酸杆菌属(Propionibacterium)、梭杆菌属(Fusobacterium)、乳酸杆菌属(Lactobacillus)和链球菌属(Streptococcus)在蛋白质水解过程中发挥着重要作用。
粪便微生物群与结肠微生物群具有不同的蛋白水解活性。粪便微生物的活性仅在球状蛋白质的蛋白质水解方面较高。
发酵过程中，复杂蛋白质首先被各种细菌肽酶、蛋白酶和内肽酶切割，释放出游离氨基酸和短肽。氨基酸和短肽然后进行发酵。蛋白质发酵产生支链脂肪酸（2-甲基丁酸酯、异丁酸酯、异戊酸酯）、有机酸、气体（H2和CO2）以及微量酚、胺、吲哚和氨。
Yadav M, et al., Arch Microbiol. 2018
肠道微生物参与氨基酸代谢
一些菌群可能在肠道中的氨基酸代谢中发挥重要作用，例如梭杆菌属、拟杆菌属和韦荣球菌，Megasphaera elsdenii, Selenomonas ruminantium.
肠道内的梭菌属细菌（赖氨酸或脯氨酸利用的基础细菌）是氨基酸发酵的关键驱动因素，而消化链球菌属细菌是谷氨酸或色氨酸利用的关键驱动因素。
其他例如瘤胃细菌，Selenomonas ruminantium, Megasphaera elsdenii, Prevotella ruminicola, Misuokella multiacidas, Butyrivibrio fibrisolvens, Streptococcus bovis等含有极为活跃的二肽基肽酶和二肽酶。
微生物从头合成氨基酸
肠道微生物群在产生氨基酸方面也起着关键作用，这包括从头生物合成。
例如，一些体外研究项目表明，瘤胃细菌种类，如Streptococcus bovis，Selenomonas ruminantium， Prevotella bryantii，在生理肽浓度存在的情况下参与氨基酸的从头合成。
Lin R, et al., Amino Acids. 2017
体内研究还表明，微生物衍生的赖氨酸（一种必需氨基酸）被吸收并并入宿主蛋白质。在无菌和常规化大鼠体内，将15NH4CL中的15N并入赖氨酸的比较表明，检测到的所有15N赖氨酸均来自微生物来源。在后续研究中，这些研究人员确定约75%的微生物15N标记的赖氨酸被小肠吸收。
此外，其他体内研究项目表明，微生物衍生的赖氨酸被吸收并整合到宿主蛋白质中。与动物研究相一致，六名健康男性的样本以15NH4Cl的形式口服15N与标记肠道微生物来源的微生物蛋白和苏氨酸有关，这些微生物来源存在于活体门静脉血流中。
对18岁以上的人样本进行了检查，这些人被提供了氮充足的饮食，并发现微生物衍生的赖氨酸和苏氨酸对游离血浆赖氨酸和苏氨酸库有显著贡献。
此外，Gill等人报告说，大肠中微生物群的富集是通过与必需氨基酸（EAA）生物合成相关的基因进行的，该生物合成基于人血浆池产生的前体。
蛋白质或氨基酸摄入对肠道微生物的影响
膳食蛋白质是均衡饮食的重要组成部分。人类无法合成多种氨基酸，因此这些氨基酸必须从食物中获取以维持健康。胃肠道微生物群组成和功能的差异可能是由于膳食蛋白质的变化。
进入结肠的蛋白质量和尿液中检测到的发酵代谢物量取决于蛋白质的消化率，蛋白质消化由蛋白质水平和来源的共同作用决定。
当进展到结肠的远端部分时，碳水化合物被消耗，pH值增加，蛋白质发酵变得更加有效。在消化过程中，蛋白质摄入量的增加总是与消化率的相对降低有关，通常会导致更多可发酵的大量营养物质进入结肠。
不同形式蛋白对肠道微生物群影响不同
蛋白质来源主要来自植物或动物来源，每种类型都具有独特的消化率和不同的降解模式，具体取决于所涉及的微生物。结肠中的细菌属参与蛋白质代谢，主要包括可能致病的拟杆菌属、大肠杆菌属和梭菌属。抑制这些潜在病原体通常与通过减少肠毒素和有害微生物代谢物的释放来恢复微生态系统平衡有关。
考虑到蛋白质来源在消化中的作用，动物来源的蛋白质，如乳品和动物蛋白的消化率普遍高于植物蛋白。然而，酪蛋白的热分解显著降低了蛋白质的消化率，增加了蛋白质的发酵程度。下面就详细来看蛋白质来源如何调节肠道微生物群。
植物蛋白
与动物蛋白相比，植物蛋白通常具有较低的蛋白质消化率，因为植物细胞壁不能消化。大豆和花生蛋白都在调节肠道有益细菌组成方面有积极的作用。
添加20%花生蛋白的饲粮改变了大鼠肠道菌群多样性，增加了双歧杆菌，降低了肠杆菌和产气荚膜梭菌的数量。增加的双歧杆菌有助于产生更多的微生物代谢物，包括乙酸和乳酸，导致肠道pH值降低，抑制有毒代谢物，如胺和苯并吡咯。
大豆已被广泛应用于人类和动物，它可以改变肠道微生物的组成，增加了埃希氏杆菌属和丙酸杆菌。系统发育分析显示，埃希氏杆菌属与志贺菌的同源性最高，两者都能在不损害肠道黏膜的情况下调节盐和水的代谢。但大豆中含有的抗营养因子会对生产性能产生负面影响，限制了其在非反刍动物中的应用。
植物蛋白被用于动物饲料行业，因为它的价格普遍低于动物蛋白，并且在食品安全方面具有一些优势。
动物蛋白
与植物蛋白相比，动物蛋白对于牲畜来说是高度易消化的。酪蛋白、脱脂奶粉和鱼粉通常用作猪的饲料，它们可以被消化成丰富的蛋白质底物并在到达大肠之前被吸收。这些动物蛋白的代谢特性有利于宿主健康，特别是，对环境应激导致仔猪断奶后腹泻的预防作用及一些植物蛋白中的抗营养因子。
酪蛋白可以被近端肠道中的宿主酶消化，从而减少大肠中细菌的降解。具体而言，酪蛋白可以增加乳杆菌和双歧杆菌，并减少粪便中葡萄球菌、大肠菌群和链球菌的数量。此外，酪蛋白可以调节直肠真杆菌和Marvinbryantia formatexigens的减少。
补充脱脂干牛奶可以增加总厌氧菌和需氧菌，而膳食鱼粉可以减少需氧菌，包括大肠菌群，并增加厌氧菌的数量，如乳酸杆菌属。
此外，动物蛋白的特点是 短链脂肪酸减少，肠道 pH 值和氨浓度增加。
显然，蛋白质来源对肠道微生物群的影响并不一致，需要更多的研究来评估不同蛋白质类型对蛋白质消化率和代谢以及肠道微生物群组成的影响。
蛋白质摄入量与肠道菌群
膳食蛋白质的浓度是影响蛋白质发酵和肠道微生物组成的主要因素。
更高的水平和未消化的蛋白质会导致致病微生物的增加，从而增加代谢疾病的风险。
Zhao J, et al., Curr Protein Pept Sci. 2019
未被小肠吸收的残留含氮化合物将被转移到远端肠道，并被该位置微生物代谢。微生物代谢物的数量和种类均受膳食蛋白质摄入量的影响。
有些微生物代谢物是有毒的，例如硫化氢、氨和吲哚化合物，并可能对宿主健康产生负面影响。有些代谢物是参与宿主各种生理过程的生物活性分子。
此外，由于肠道微生态系统的稳态破坏和有益菌的减少，高浓度的蛋白质补充会导致潜在病原体数量增加。膳食蛋白质改变的肠道微生物群，通过调节肠道屏障功能、肠道运动和免疫系统来影响宿主代谢。
结肠中过量蛋白质发酵影响肠道微生物群变化
未消化蛋白质的增加与蛋白质摄入水平高、蛋白质消化率相对降低和氨基酸组成不平衡有关。结肠中多余蛋白质的降解始于细菌蛋白酶和肽酶将蛋白质水解成较小的肽和氨基酸。这些含氮化合物会影响肠道微生物群，尤其是结肠。
稍低蛋白浓度有助于减少大肠杆菌，但蛋白浓度过低会增加潜在致病菌
相对低浓度的膳食蛋白质会减少致病菌增殖的底物量。例如，人类饮食中低浓度的蛋白质导致粘膜表面的大肠杆菌群落减少。在较低蛋白质条件下肠道微生物的变化会产生毒性较小的含氮细菌代谢物，例如多胺。
然而，当饮食中蛋白质的浓度过低而不能满足宿主的基本需要时，就会增加潜在病原体的丰度，减少有益菌的数量。
具体来看一项关于蛋白浓度变化对肠道菌群影响的研究。
断奶动物
蛋白水平适量：
当断奶动物饲喂100-200g/kg的膳食蛋白质时，粪便中需氧菌和厌氧菌的数量会增加，这些蛋白质水平会导致肠道中乳酸杆菌的增加以及大肠菌群和葡萄球菌的减少。
蛋白水平过高：
然而，当膳食蛋白质水平大于 200 g/kg 时，致病菌数量会增加，例如大肠菌群、链球菌和芽孢杆菌。
蛋白水平过低：
低浓度的膳食蛋白质会减少产丁酸菌（这些菌群是抗癌和其他肠道疾病的抗炎剂），包括乳酸杆菌、双歧杆菌、saccharolytic（糖酵解菌）。
成年动物
成年动物中，在蛋白质水平的微小变化下，肠道微生物群相对稳健。例如，当成年动物分别用 190 g/kg 和 150 g/kg 蛋白质喂养时，粪便样本中的细菌数量几乎没有差异。
在成年动物中，只有当蛋白质水平发生重大变化时，才能观察到微生物群的变化。
低蛋白饮食还与低浓度的氨、血浆尿素氮和回肠食糜中的短链脂肪酸含量有关。肠道中的氨不是来自宿主脲酶活性，而是来自蛋白水解和微生物活动。因此，回肠食糜中低浓度的氨可能表明蛋白质代谢降低。
蛋白质发酵产物对肠道微生物的影响
大部分膳食蛋白质在小肠中消化，但蛋白质摄入过多会导致结肠输入量增加。结肠中多余蛋白质的降解始于蛋白质被细菌蛋白酶和肽酶水解成更小的肽和AA，这些蛋白酶和肽酶在中性至碱性pH下更为活跃。这些残余蛋白质不仅提高了肠道pH值，而且还可供结肠微生物进一步代谢。
然而，碱性pH有利于病原体增殖，对肠道健康不利。此外，由于向肠道微生物群过量供应膳食蛋白质而导致的蛋白质发酵也被视为肠道疾病发展的一个因素。
虽然有报道称结肠蛋白输注过多会产生有害影响，仍有一些争议，但似乎较低量的蛋白到达远端肠道可能会降低腹泻的发生率，并抑制病原菌的增殖，特别是在应激情况下，如感染高压。
蛋白质的发酵通常与蛋白质发酵细菌以及潜在致病菌的生长有关。通过培养基分析，至少拟杆菌属和丙酸杆菌以及各种杆菌被鉴定为蛋白水解细菌，其中一些细菌的基因组中携带丝氨酸和其他蛋白酶的基因。
氨基酸为细菌提供代谢底物
饮食和内源性来源的蛋白质和氨基酸对于肠道微生物群的生长和存活是必要。
蛋白质水解后，释放的肽和氨基酸被宿主和胃肠道中的细菌用于各种代谢活动，虽然一些细菌缺乏使用细胞外氨基酸的特定转运体。
胃肠道中许多细菌的理想氮源是氨基酸和NH3，可能是因为它们缺乏必要的肽转运蛋白。然而，如瘤胃前置杆菌等细菌利用肽作为氮的唯一来源。这些肽最初被输送到瘤胃前置杆菌的细胞中，然后直接使用或水解成FAAs。通常，肽、氨基酸和NH3可用于细菌细胞成分的生产或通过各种途径分解代谢。这些过程可能对身体产生有利或不利的影响。
蛋白质摄入与肠道屏障
肠道是一个具有高度蛋白水解活性的部位，主要由微生物群介导。这些蛋白水解代谢物以及肠道微生物（可通过蛋白质水平改变）通过调节紧密连接蛋白和Zonulin在调节肠粘膜屏障中发挥重要作用。
Ma N, et al., Curr Protein Pept Sci. 2017
肠道微生物通过调节紧密连接蛋白ZO-1和ZO-2的表达来影响肠道上皮屏障。研究表明，在高蛋白饮食(HPD)中增加双歧杆菌可有效缓解结肠上皮细胞膜屈曲，上调ZO-1表达，有利于紧密连接修复。
相反，低蛋白饮食(low-protein diet, LPD)或正常蛋白饲粮(normalprotein diet, NPD)通过降低肠上皮通透性，降低大肠杆菌水平，从而上调ZO-1的表达。抑制大肠杆菌生长也可上调ZO-2的表达，从而保护肠上皮细胞，修复上皮屏障。
连蛋白Zonulin是唯一已知的细胞间紧密连接的生理调节剂，可能是微生物群和紧密连接蛋白之间的一种可能的调节剂。
Zonulin可逆且快速地调节肠道通透性，其在遗传易感个体中的上调可能导致免疫介导的疾病。其释放将由细菌数量的变化触发。
在上皮细胞中结合其受体后，该复合物导致紧密连接的开放并增加肠道通透性。
研究人员选择了4种细菌菌株作为兴奋剂，包括3种大肠杆菌菌株和1种沙门氏菌菌株，它们都是病原体，HPD增加。它们都释放了Zonulin并改变了细胞旁通透性。同时，观察到ZO-1从紧密连接复合物重新分布到细胞单层。
此外，不同的细菌会导致不同水平的Zonulin分泌，这会在不同程度上改变肠道屏障功能，反映微生物和肠道之间的急性调节。
氨基酸不均衡会诱发肠道问题
膳食蛋白质中的氨基酸可通过调节肠道微生物群组成间接影响肠道形态。此前有研究报道，低赖氨酸玉米蛋白会导致肠道绒毛高度降低，隐窝深度加深，提示肠道黏膜的损伤是由于饲粮中氨基酸比例失衡所致。
小肠上皮细胞可将氨基酸和其他营养物质吸收到血液和器官中，营养不良对肠道微生物群的干扰和影响可能导致肠道形态受损。
断奶时观察到的腹泻可以通过低蛋白质水平和平衡氨基酸组成来缓解。然而，饮食中氨基酸的不平衡可能损害肠道形态，增加腹泻风险。因此，饮食中氨基酸失衡会抑制蛋白质吸收，导致肠上皮增生。
注意蛋白过敏或不耐受诱发的肠道问题
大豆中的粗蛋白质相对较高，约为40%，主要由球蛋白组成，球蛋白由伴大豆球蛋白和大豆球蛋白组成。这些球蛋白具有免疫原性和热稳定性。
大豆蛋白补充剂中抗原复合物的形成，如大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白和免疫球蛋白抗体，可能是刺激过敏反应和腹泻的原因。大部分膳食蛋白质在消化后降解为肽和氨基酸。
然而，还有一种可能性是，其他分子如一种抗营养因子，可以通过肠上皮细胞进入血液和淋巴。大豆中具有抗原活性的抗营养因子可刺激宿主的免疫应答。
免疫反应由具有IgE分泌的T淋巴细胞介导，其对肠道形态具有负面影响，导致绒毛损伤和隐窝细胞增殖。
此外，上皮细胞中消化酶活性的降低可能与吸收功能失调和肠道微生物群组成多样性减少有关。
由于其抗原性，膳食大豆蛋白可能有利于病原体增殖，这些抗原也可能是对粪便微生物群一致性产生不利影响的因素。
对大豆蛋白的超敏反应可能导致对病原体过度生长的更高易感性，主要包括蛋白质代谢细菌以及肠致病性大肠杆菌。
大豆蛋白和其他植物蛋白通常含有抗营养因子，包括可溶性非淀粉多糖含量升高，可能增加断奶仔猪腹泻的发生率。
在大豆蛋白质代谢过程中，会产生各种毒素，如组胺、尸碱和腐胺，这些毒素会破坏肠壁，增加肠上皮细胞的通透性。当病原体在管腔内定植时，可能发生肠道微生态失调。
大豆蛋白被认为是一种相对健康的蛋白质来源。大豆经加工处理后，抗原活性有所降低，抗营养因子显著降低。Pepsin-hydrolysate conglycinin (PTC)是一种治疗后从球蛋白中提取的小肽，具有降低高血压、抗氧化和免疫刺激等药理和生理活性。
伴大豆球蛋白是大豆贮藏蛋白的组分之一，经消化和酶处理后以PTC的形式发挥作用。PTC可以抑制病理性大肠杆菌的生长，无时间依赖性，并且在 大肠杆菌E. coli O138激发后也被激活以预防疾病。
伴胰球蛋白-胃蛋白酶水解物参与调节肠道微生物群落平衡和维持肠道完整性。当肠道微生态系统的稳态受到干扰时，生物活性肽可在预防与肠道疾病相关的疾病中发挥重要作用。PTC还通过产生胃蛋白酶介导的双歧杆菌生长刺激肽促进双歧杆菌的生长。然而，PTC对E. coli O138的抑制作用的潜在机制尚不清楚，需要进一步的研究来阐明。
酪蛋白与肠道微生物群
酪蛋白具有特殊的氨基酸组成，可以诱导肠道氨基酸转运蛋白基因的转录水平。肠道微生物群的组成和功能也受到氨基酸平衡改变的影响。
CAT1
阳离子氨基酸转运蛋白（CAT1）参与赖氨酸和精氨酸的转运。研究表明，对十二指肠和回肠中的CAT1没有显著影响。相反，与空肠中的膳食玉米醇溶蛋白相比，补充酪蛋白的CAT1表达水平更高。
因此，可以合理地得出结论，酪蛋白可促进赖氨酸和精氨酸的积累，这与补充酪蛋白的赖氨酸含量高于膳食玉米醇溶蛋白的报告一致。
肠道中赖氨酸和精氨酸的变化可能有助于酪蛋白对肠道微生物群的影响。CAT1的表达随着饮食中赖氨酸水平的增加而上调。
EAAC1
兴奋性氨基酸载体1（EAAC1）参与天冬氨酸和谷氨酸的转运，其作用类似于CAT1。EAAC1在十二指肠中的表达水平被膳食玉米醇溶蛋白下调，而在空肠和回肠中，补充酪蛋白的EAAC1表达水平高于玉米醇溶蛋白或大豆蛋白。
PePT1
此外，肽转运蛋白1（PePT1）的表达也受到不同蛋白质来源的调控。与植物蛋白相比，膳食酪蛋白在所有肠段都有更高的PepT1表达。
因此，具有平衡氨基酸组成的膳食酪蛋白可以促进氨基酸和肽转运蛋白的表达。这种表达可以加速功能性氨基酸在肠道环境中的运输。
赖氨酸、天冬氨酸和谷氨酸在管腔中的浓度受不同蛋白质来源的不同处理的影响。这些变化可以影响特定代谢物的衍生和转化途径，改变生理功能，改变肠道内的微生态平衡。
氨基酸还通过合成细菌蛋白质以及与肠道微生物群的相互作用对微生物组成起重要作用。
菌群发酵蛋白质主要副产物
短链脂肪酸
短链脂肪酸(SCFA)是细菌在大肠内代谢的最终产物，主要成分为乙酸、丁酸和丙酸。短链脂肪酸的基质主要来自膳食纤维和抗性淀粉。
然而，未消化的蛋白质也是短链脂肪酸产物的底物。膳食蛋白质在大肠中释放的几种氨基酸是短链脂肪酸合成的前体。肠道微生物可以从甘氨酸、丙氨酸、苏氨酸、谷氨酸、赖氨酸和天冬氨酸中产生乙酸盐。
谷氨酸和赖氨酸可以合成丁酸，丙氨酸和苏氨酸可以合成丙酸。
短链脂肪酸产物的数量和形态主要取决于营养物质的底物可得性、肠道菌群组成和肠道传递时间。短链脂肪酸是已知的氧化和使用作为燃料的结肠上皮。
此外，SCFA可以靶向游离脂肪酸受体(FFAR)配体转运到结肠肠细胞，FFAR代谢感知的激活在调节肠道脂肪沉积和营养物质吸收中发挥重要作用。
短链脂肪酸与肠道血流相互作用，促进5-羟色胺的释放，这可能受到肠道-脑内分泌轴的调节。这有助于增加肠道运动和离子转运，从而改变肠道菌群组成和免疫防御。
SCFA参与多种生理过程，在维持肠道完整性、葡萄糖稳态和食欲调节中发挥重要作用。除了为结肠细胞提供能量外，丁酸盐也是SLC5A8的底物。该蛋白编码基因抑制组蛋白去乙酰化酶的活性，而组蛋白去乙酰化酶是一种表观遗传调节因子，在多种肿瘤中诱导细胞凋亡。丁酸可以通过上调宿主防御肽的表达来刺激中性粒细胞群体，有利于破坏病原体，增强抗病能力。
氨
氨在大肠中以毫摩尔浓度存在。与远端结肠相比，近端结肠的特点是pH值低，碳水化合物含量高。因此，从升结肠到降结肠，氨浓度升高，这与远端结肠的蛋白质代谢率高于近端结肠是一致的。
大肠中的氨浓度主要是与氨基酸脱氨和尿素水解有关的微生物代谢物。肠道菌群可利用氨，氨可被上皮细胞吸收。尿素在肠道内的水解是通过细菌脲酶活性进行的。
虽然幽门螺杆菌的脲酶活性已经得到了充分的研究，但关于其他大肠微生物的脲酶活性的信息却很少。最近的一项研究报道，部分氨被谷氨酰胺合成酶的活性与l -谷氨酸缩合，使谷氨酰胺合成。这是一种可能的机制，以控制氨细胞内浓度在结肠细胞。
硫化氢 (H2S)
硫化氢(H2S)是蛋氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸发酵产生的一种微生物代谢物。H2S也来源于无机硫酸盐和亚硫酸盐添加剂的还原，以及肠道磺胺类物质的分解代谢。
肠道微生物能够通过脱硫酶从半胱氨酸碳链中获得能量。甲硫氨酸可转化为α-酮丁酸酯、氨和甲硫醇。这些代谢物归因于一个特定的分类组的细菌，包括大肠杆菌、肠沙门氏菌、梭菌和产气肠杆菌，通常在大肠中发现。
肠杆菌、肠球菌、肠链球菌、梭杆菌和真细菌能够发酵含硫氨基酸。
多胺
多胺是由精氨酸、鸟氨酸和蛋氨酸等氨基酸前体的结肠细胞产生的聚阳离子分子。从结肠癌中分离出来的结肠上皮具有高的多胺合成能力，这可能是由于肿瘤细胞持续有丝分裂需要高的多胺。
肠道微生物可从鸟氨酸、精氨酸、赖氨酸、酪氨酸和组氨酸等氨基酸前体产生腐胺、胍胺、尸胺、酪胺和组胺等多种多胺。
多胺参与细菌细胞的生长、增殖、分泌和运输活动。大肠生态系统中能够产生多胺的大肠细菌有多种，包括拟杆菌属(Bacteroides)、乳杆菌属(Lactobacillus)、Veillonella、双歧杆菌属(Bifidobacterium)和梭状芽胞杆菌属(Clostridium)。因此，肠道菌群组成是影响结肠多胺分布和分配的因素之一。
苯酚和吲哚
结肠中苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸等芳香族氨基酸可被特定的肠道微生物代谢为酚类和吲哚类化合物。
然而，芳香氨基酸的代谢与结肠微生物群的特定组分之间的相互作用还没有充分的研究。一些代谢产物如酚和吲哚，被怀疑为共致癌物和结肠癌促进剂。
已知发酵芳香氨基酸的厌氧菌包括大肠中的拟杆菌、乳酸菌、双歧杆菌、梭状芽胞杆菌和胃链球菌。与结肠中的其他氨基酸相比，芳香氨基酸在细菌中代谢缓慢。它们可以生产一系列的酚类和吲哚类化合物作为最终产品，如对甲酚、吲哚、酚和粪臭酚。
据报道，酪氨酸可产生苯酚和对甲酚，而苯乙酸和色氨酸在人体浆发酵过程中分解为吲哚乙酸盐和吲哚。
在一项研究中，远端结肠中的酚类化合物浓度增加，表明大肠远端区域的氨基酸代谢较高。吲哚和酚类代谢物的浓度取决于细菌产生率和结肠吸收率之间的平衡。酚类化合物似乎大部分被结肠内容物吸收。它们在从管腔转移到血液和肝脏的过程中部分代谢，最后通过尿液排出。
对无菌和常规小鼠血浆代谢物的对比分析表明，无菌小鼠的色氨酸和酪氨酸水平至少增加了1.5倍。涉及这些芳香族氨基酸的细菌代谢产物包括硫酸吲哚氧基、硫酸苯酯、硫酸对甲酚和苯丙酰甘氨酸，仅在常规小鼠中发现。
关于酚类和吲哚类化合物对结肠上皮细胞的影响知之甚少。体外实验表明，苯酚会降低屏障功能的完整性。需要注意的是，当苯酚浓度高于1.25 mM时，它会损害结肠上皮细胞。
如果蛋白质摄入过量，或者肠道里消化蛋白质的菌群构成不理想，那么蛋白质发酵发生的胺，硫化氢，苯酚等肠道毒素过量积累，会诱发肠道炎症，便秘，腹胀等问题，因此正确摄入适量优质蛋白对于维持肠道菌群和身体健康很重要。
蛋白质摄入要因人而异
实际上，我们摄入的一些蛋白质可以转化为葡萄糖，特别是当蛋白质的消化速度快且人体糖原储存量低时，有些蛋白质可以被微生物群发酵，特别是当蛋白质的消化速度慢时。
每个人对蛋白质的需求量各不相同，比如经常运动人群和久坐人群对蛋白质的需求量不一样，孕妇、老人、儿童、肥胖等群体都有各自不同的需求。当然，每个人的不同状态对蛋白质的需求量也都不同，比如爬山的一天，和在家刷剧的一天，也是不一样的。
因此，我们说最佳每日蛋白质摄入量取决于你的身高体重、健康状况、目标、身体活动水平。
素食主义者对蛋白质的需求较高，因为植物蛋白在生物利用度上通常不如动物蛋白。植物蛋白消化率为 60-80%，而动物蛋白消化率超过90%.
注意植物蛋白的较难消化吸收
因为植物含有抑制蛋白质消化和吸收的抗营养物质，如胰蛋白酶抑制剂、植酸盐和单宁。虽然烧熟后确实降低了抗营养物质的浓度，但并不能完全消除它们。
另外，植物性蛋白质也含有限制性氨基酸，这些氨基酸是必须氨基酸但数量太少，以至于不够蛋白质的合成所需。
注：限制性氨基酸是指食物所含必需氨基酸的量与动物所需的蛋白质必需氨基酸的量相比，比值偏低的氨基酸。比如说一种食物里特别缺少某一种氨基酸，即使其它的氨基酸含量很高，因为这个氨基酸导致它的各个氨基酸比例不平衡。人体对这种食物的吸收依然不理想，这种氨基酸就叫限制性氨基酸。
结合不同的植物性蛋白质可以帮助弥补它们各自的不足。
摄入蛋白注意其氨基酸构成
比如说，赖氨酸是最常见的限制性氨基酸，特别是在谷类中，如小麦和水稻。坚果往往也含有赖氨酸作为限制性氨基酸。另一方面，豆类含有足够的赖氨酸，可以弥补，但缺乏硫氨基酸，如蛋氨酸和半胱氨酸。
蛋白质能否被人体吸收利用，还应该考虑蛋白质的氨基酸组成。
因此，了解一下评估蛋白质的另一个标准：氨基酸的组成。
氨基酸组成
蛋白质由氨基酸组成，身体可以合成其中一些氨基酸，而另一些则不能。
需要但不能合成、需要从食物中摄取的九种氨基酸被称为必需氨基酸(EAA)。
氨基酸：成人的需求和不同食物的含量
World Health Organization. Protein and Amino Acid Requirements in Human Nutrition
人群范围蛋白质摄入量如何？
使用谷禾检测人群，基于肠道菌群分析营养膳食摄入构成，图中给出了蛋白质占总能量摄入的占比，正常比例在10~20%范围。可以看出0~3岁蛋白质占比较高，3~15岁蛋白质占比较低，80~100岁比例又进一步下降。
<谷禾健康肠道菌群检测数据库>
结 语
蛋白质代谢与肠道菌群密切相关。膳食蛋白质在小肠中被蛋白酶和众多肽酶代谢，膳食蛋白质释放的氨基酸可用于肠道微生物合成蛋白质。这反过来又促进了饮食、微生物群和宿主之间的氮循环和利用。
不同的细菌有不同的代谢能力，依靠我们摄入的营养物质繁殖生存，其中拟杆菌属(Bacteroides)、梭状芽胞杆菌属(Clostridium)、丙酸杆菌属(Propionibacterium)、梭杆菌属(Fusobacterium)、乳酸杆菌属(Lactobacillus)和链球菌属(Streptococcus)在蛋白质水解过程中发挥着重要作用。通过肠道菌群检测评估的蛋白质摄入水平显示不同人蛋白质摄入及营养占比差异很大，过高或者过低均伴随肠道菌群问题，包括过低导致潜在病原体数量增加，有益菌减少，同时导致部分氨基酸缺乏，过高又导致例如大肠菌群、链球菌和芽孢杆菌增殖，蛋白质发酵产生的副产物如，腐胺，苯酚，硫化氢等增诱发便秘，腹痛等健康问题。
除了蛋白质的摄入量，不同的蛋白形式，如植物蛋白，乳蛋白、动物蛋白以及蛋白质与其他营养摄入的相对比例构成，如膳食纤维、抗性淀粉、脂肪、微量元素等的比例都会影响肠道菌群进而反过来影响其消化降解，改变氨基酸的合成和代谢，最终影响宿主营养代谢健康。
总之，我们提倡膳食平衡，没有特殊情况不建议盲目补充蛋白粉等，建议从膳食结构调整保证营养均衡，从而使各种营养都能达到生长发育和身体健康的生理需要量，这同时要关注肠道菌群状况，因为他们是相辅相生。
常见食物中氨基酸含量见附录。
附录
供人类食用的植物性食品中总氨基酸的含量
(肽结合氨基酸加上游离氨基酸) mg/g
Amino Acids in Nutrition and Health, 2021
人类动物性食品中总氨基酸的含量
(肽结合氨基酸加上游离氨基酸)mg/g
Amino Acids in Nutrition and Health, 2021
主要参考文献：
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