肠道产气背后，藏着哪些值得关注的菌群信号？

谷禾健康

在当代社会的饮食结构和生活节奏下，腹胀、排气增多以及进食后不适，已经成为越来越高频的人群亚健康反馈。根据以往的经验很多人会把这些情况简单理解为饮食不当、消化不好或肠胃比较敏感，但这样的解释往往只停留在表面。

如今，随着大量的临床研究推动，这类现象其实与肠道内一个重要过程有关——肠道产气。我们吃进去入的食物并不会被完全被身体消化吸收，其中一部分会进入大肠，被肠道菌群进一步分解利用。在这个过程中，微生物会通过发酵产生多种气体，比如氢气、甲烷、二氧化碳等。

在正常情况下，这些气体的产生与排出是一个相对平衡的过程，不会引起明显不适。但当饮食结构、进食速度、压力、疾病状态或肠道菌群组成发生变化时，气体产生和排出平衡就会改变，从而引发腹胀、频繁排气甚至餐后不适等症状。

例如，很多被视为健康的食物，本身恰恰富含可发酵底物，包括豆类中的棉子糖家族低聚糖（RFOs），蔬果和谷物中的果聚糖，以及部分人群无法在小肠充分消化的乳糖。这意味着，这些底物进入不同个体的肠道后，会被不同的菌群结构和代谢通路处理。

因此，从肠道微生态的视角来看，这些日常不适并不只是消化差或吃饭问题，而是身体内部微生物代谢活动的一种外在表现。理解这一点，有助于我们更理性地看待症状，也为通过饮食调整和生活方式干预来改善肠道状态提供了更清晰的方向。

01
肠道产气——五类核心气体

我们先来了解这些常见的核心气体，这也是后续做症状分层和干预判断的基础。

氢气：结肠发酵最典型的气体信号

在肠道主要气体中，氢气（H₂）几乎可以看作结肠发酵最具代表性的代谢信号之一。H₂ 是由结肠细菌对不可消化底物进行代谢后产生的主要气体，而且它仅来源于细菌发酵，并不是宿主自身代谢直接生成的产物。也正因为这一点，H₂ 在理解肠道发酵活跃度时具有很高的指示意义。

在一定条件下，肠道在 24 小时内可产生高达 1 L 的 H₂。到了这个水平，H₂ 已经不只是一个代谢背景值，还可能和腹胀、腹痛、排气增多等症状联系起来。也就是说，H₂ 一方面是正常结肠发酵的组成部分，另一方面也可能成为症状形成的重要推动因素。

哪些菌群参与氢气生成？

从菌群来源看，和 H₂ 生成关系最密切的，主要包括拟杆菌属(Bacteroides)、瘤胃球菌属(Ruminococcus) 、 Roseburia。

此外，Anaerostipes caccae、Clostridium、Eubacterium rectale、Enterococcus、Victivallis vadensis等菌群，也都参与了 H₂ 的生成过程。

人类肠道菌群中存在的主要产气菌

doi.org/10.1016/j.jff.2022.105367

这些菌群有一个共同点：它们能够利用进入结肠、但没有在上消化道被充分处理的底物，尤其是各类可发酵碳水，在厌氧环境中进行分解和发酵。这个过程中，除了生成短链脂肪酸等代谢产物，也会释放出 H₂ 和 CO₂。换句话说，H₂ 的出现，本身就说明结肠内的代谢系统正在运转。

氢气是怎么产生的？

最常见的路径是经典的糖酵解过程(Embden–Meyerhof–Parnas pathway)。肠道细菌将碳水化合物分解为丙酮酸后，会产生大量还原型辅因子，而这些还原力需要被释放和再平衡，这时微生物中的氢化酶（hydrogenases）就会参与进来，推动 H₂ 的形成。

H2还可通过以下机制生成：

1）丙酮酸裂解生成甲酸，随后经甲酸裂解酶代谢；

2）丙酮酸在丙酮酸:铁氧还蛋白氧化还原酶和氢化酶作用下生成H₂

所以，H₂ 的生成本质上反映的是肠道厌氧发酵系统在处理底物和转移电子，它是代谢网络维持运行的重要一环。

细菌代谢产生H2、H2S、CH4和CO2的生化途径

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doi.org/10.1016/j.jff.2022.105367

为什么氢气不会一直在肠道里累积？

虽然 H₂ 是主要产气成分之一，但它不会在肠道内无限累积。原因在于，过高的 H₂ 分压会抑制进一步代谢，从热力学上影响细菌继续代谢底物。因此，肠道必须持续把过量 H₂ 移走，整个代谢系统才能维持运行。

肠道中约三分之一的H₂被结肠中的其他微生物利用，其余则以肛门排气或呼气形式排出。而承担“耗氢”任务的主要有三类微生物：

• 产甲烷菌：利用 H₂ 和 CO₂ 生成甲烷；
• 硫酸盐还原菌：利用 H₂ 生成硫化氢；
• 还原性乙酸生成菌：利用 H₂ 和 CO₂ 生成乙酸。

这意味着，H₂ 在肠道里更像是一个代谢枢纽。它一头连接上游代谢，一头连接下游的甲烷通路、硫代谢通路和乙酸生成通路。

利用气体的肠道微生物

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doi.org/10.1016/j.jff.2022.105367

氢气升高，通常说明什么？

从功能上看，H₂ 最值得关注的地方，在于它对“代谢负荷”的提示作用。

• 更多未被吸收的底物进入结肠；
• 结肠代谢活跃度上升；
• 下游耗氢能力不足，导致 H₂ 更容易累积；
• 产气和清除之间的平衡被打破。

H₂ 并不只是“会不会胀气”的问题，它更像是一个代谢系统是否处于高负荷状态的功能读数。

也正因为 H₂ 与细菌代谢过程关系非常直接，呼气氢已被广泛用作评估糖类吸收不良和小肠细菌过度生长（SIBO）的重要指标。原因在于，H₂ 直接反映了肠道细菌对未被吸收底物的代谢活动。

二氧化碳：始终处在代谢主通路中

二氧化碳也是结肠代谢的主要气体之一

在讨论肠道产气时，二氧化碳（CO₂）往往没有氢气和甲烷那么受关注，但从代谢过程看，它一直是结肠细菌在结肠中对膳食底物进行代谢代谢时产生的主要气体之一。

和 H₂ 一样，CO₂ 也是菌群处理未被上消化道充分吸收底物后的结果，因此它本身就处在肠道代谢主通路中。

哪些菌群参与了二氧化碳生成？

参与膳食碳水发酵并产生 CO₂ 的菌群，主要仍然集中在厚壁菌门和拟杆菌门两大类群中。

也就是说，CO₂ 的产生与结肠中最主要的发酵菌群密切相关，和 H₂ 的菌群背景有很大重叠。

二氧化碳是怎么产生的？

• 一条是丙酮酸转化为 acetyl-CoA 的过程中释放 CO₂；
• 另一条是丙酮酸先裂解形成甲酸，再由 formate hydrogenlyase 进一步代谢，生成 H₂ 和 CO₂。

CO₂ 的产生与结肠发酵中最基础的碳流动和能量代谢过程直接相关。只要结肠内的发酵在持续，CO₂ 就会持续生成。

二氧化碳会如何被处理？

和其他肠道气体相比，CO₂ 的一个重要特点是：相当一部分会被肠黏膜吸收。研究指出，大多数 CO₂ 会经结肠黏膜被动吸收，进入循环后再通过呼吸排出体外。

除此之外，未被吸收的 CO₂ 也可以随排气排出，或者被肠道内其他微生物继续利用。

在后续代谢中，CO₂ 还会继续参与两类重要通路：

• 被甲烷菌在 H₂ 存在时还原为 CH₄
• 被还原性乙酸生成菌与 H₂ 一起用于合成乙酸

所以，CO₂ 在肠道里既是代谢产物，也是后续代谢网络中的重要底物。

二氧化碳升高，通常说明什么？

从肠道代谢角度看，CO₂ 的持续生成说明结肠代谢通路处于活跃状态，尤其与碳水底物的厌氧分解密切相关。它本身虽然不如 H₂ 和 CH₄ 那样常作为单独指标被强调，但在代谢网络中，CO₂ 一直是一个基础节点：

• 一方面反映代谢过程本身在进行；
• 另一方面也为后续的甲烷生成和乙酸生成提供底物。

硫化氢：量不大，但值得关注

和 H₂、CO₂、CH₄ 相比，硫化氢（H₂S）在肠道总气体体积中的占比并不高，但它的生物学意义很强。原因在于，H₂S 不只是一个代谢产物，它同时还是一种具有信号作用和细胞效应的含硫小分子。我们来看看，H₂S 来自哪条通路、处在什么部位、达到什么浓度，以及宿主能否把它及时解毒和清除。

人类大肠和粪便中的 H₂S 浓度大约在 0.17–0.38 mmol/L。

哪些菌群参与了硫化氢生成？

肠道内负责生成 H₂S 的核心菌群是硫酸盐还原菌（sulfate-reducing bacteria, SRB）。

其中最常见、最典型的代表是Desulfovibrio piger。此外，Desulfovibrio fairfieldensis、Desulfovibrio desulfuricans、Desulfobulbus、Desulfomicrobium、Desulfomonas 等，也都属于与 H₂S 生成相关的菌群。

SRB 在结肠中的数量范围大约可达 10³–10¹¹ CFU/g 。其中 Desulfovibrio 属是人类结肠中最主要的一类 SRB。

不过，现有研究也提示，肠道 H₂S 的来源并不只有 SRB。Fusobacterium 这类菌同样能够参与 H₂S 生成。

此外，卡拉胶(carrageenan) 等硫酸化多糖也可以提供相关底物。研究还指出，粪便 H₂S 升高与红肉摄入增加存在相关性。

硫化氢是怎么产生的？

最经典的一条路径，是 SRB 在厌氧环境下利用 H₂ 作为电子供体、利用硫酸盐作为末端电子受体，通过异化硫酸盐还原作用，最终生成 H₂S。

换句话说，这条路径本质上是一个典型的耗氢分流过程：上游发酵菌持续产出 H₂，下游 SRB 再把这部分 H₂ 转入硫代谢通路。

另一条重要路径，与含硫氨基酸代谢有关。像 Fusobacterium nucleatum 这类菌通过半胱氨酸脱硫酶将L-半胱氨酸等含硫氨基酸转化为 H₂S、丙酮酸、氨。

也就说，H₂S 的生成至少同时连接了两条线索：

• 一条是上游发酵系统是否持续提供 H₂；
• 另一条是肠道内是否存在较高的硫酸盐或含硫氨基酸负荷。

H₂S 的问题，关键在浓度和部位

H₂S 的作用具有明显的浓度依赖性。

• 在较低水平下，无论是内源性还是肠道来源的 H₂S，都可能参与黏液层稳定、屏障支持和局部防御；
• 但当暴露水平持续升高时，H₂S 就会转向更明显的细胞毒性和黏膜损伤效应。

研究还表明，正常情况下结肠本身具有相当强的 H₂S 解毒能力，可将 H₂S 氧化为毒性更低的代谢物，例如亚硫酸盐。这意味着，结肠并不是被动暴露于 H₂S，而是长期处在“产生—解毒—利用”之间的动态平衡里。

问题通常出现在两个场景：
一是菌群失衡导致 H₂S 暴露增加；

二是暴露位置前移。

小肠对 H₂S 的解毒能力约只有结肠的 1/20。这意味着，一旦菌群失衡或 SIBO 让 H₂S 暴露更多发生在小肠，同样的 H₂S 负荷，其后果可能就会完全不同。

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doi: 10.3390/ijms2607334

H₂S 为什么更值得放在黏膜环境里理解？

和 H₂、CO₂ 主要反映发酵是否活跃不同，H₂S 更值得放在黏液层—上皮屏障—局部炎症这个框架里理解。

现有研究提示，较高浓度的 H₂S 可抑制线粒体呼吸、影响 ATP 生成，并改变细胞内氧化还原状态；同时，它还会影响黏液层稳定性，增加上皮暴露风险。

——炎症性肠病

研究普遍发现，IBD 患者肠道内 H₂S 暴露增加，SRB 相关菌群也更活跃。IBD 患者结肠腔内 pH 往往高于健康对照，这会为 SRB 提供更有利的生长环境。

与此同时，研究表明，H₂S 还会进一步影响结肠能量代谢。H₂S 可干扰丁酸盐氧化，削弱结肠细胞对丁酸的利用。考虑到丁酸本来就是结肠上皮的重要能量来源，这种变化会让黏膜环境更脆弱，也更容易进入炎症状态。

——结直肠癌

现有研究已经提示，多种 H₂S产生菌 与肿瘤发生发展有关，尤其是 Fusobacterium nucleatum 这类既参与肿瘤微环境、又可参与 H₂S 生成的菌。

H₂S 在肿瘤发生中可能参与多个过程，包括细胞代谢调节、血管生成、细胞周期调控以及 DNA 损伤相关效应。

硫化氢升高，通常说明什么？

从肠道代谢角度看，H₂S 升高通常提示的不是单纯“产气增多”，而是以下几件事可能同时存在：

• 上游代谢系统仍在持续提供 H₂；
• 肠道内存在较活跃的硫酸盐还原或含硫氨基酸分解通路；
• 局部 H₂S 解毒和清除能力可能面临更高负荷；
• 黏液层、上皮代谢和炎症环境，可能正在承受更大的压力。

所以，H₂S 更适合放在“耗氢分流—硫代谢负荷—黏膜环境风险”这条线上看。

氨：常被忽略的蛋白发酵代谢产物

氨主要来自氨基酸脱氨作用

和前面几类气体相比，氨（NH₃）在肠道产气讨论里经常被忽略，但在肠道代谢层面，它同样是一个重要信号。

研究提到，NH₃ 主要由结肠细菌对氨基酸进行脱氨作用后产生。它和 H₂、CO₂、CH₄ 这类主要以气体形式存在的成分不同，NH₃ 在胃肠道内主要溶解于液相环境中。

研究表明，人类粪便中检测到的 NH₃ 浓度大约在 10 – 30 mM，而且随着蛋白质摄入增加，NH₃ 的排泄量也会增加。

氨和哪类底物关系更密切？

如果说 H₂ 和 CO₂ 更直接对应碳水代谢，那么 NH₃ 更直接对应的是蛋白质及氨基酸代谢。它的生成意味着，进入结肠的含氮底物正在被菌群进一步分解。

也就是说，NH₃ 更多反映的是肠道内蛋白发酵这一端的代谢活动。

它不是典型的“排气体积贡献者”，但在结肠代谢环境中，NH₃ 所代表的含氮代谢负荷值得注意。

氨升高后，会对肠道产生什么影响？

NH₃ 可通过改变肠道细胞形态和中间代谢，对细胞产生多方面毒性作用，包括抑制 DNA 生物合成以及缩短细胞寿命。

此外，一些研究还发现，较高水平的 NH₃ 可损伤结肠黏液层，并降低结肠细胞的寿命；在动物研究中，升高的 NH₃ 还与抑制结肠细胞对丁酸的氧化利用有关。

NH₃ 的问题在于它会直接影响结肠上皮细胞所处的代谢环境。

氨升高，通常说明什么？

从肠道代谢角度看，NH₃ 升高通常提示的是蛋白发酵负荷增加，以及结肠内含氮底物代谢活跃。它反映的重点在肠道局部代谢环境是否承受了更高的含氮代谢压力。NH₃ 更适合放在“蛋白发酵—黏膜环境—上皮代谢”这条线上看。

近年的研究还开始把 NH₃ 的意义从肠道局部环境延伸到更广的系统轴线。已有系统综述和 Meta-analysis 提出，肠道内源性 NH₃ 与 H₂S 可能还与男性生殖健康相关。

这项荟萃分析发现，体内氨（NH3）和/或硫化氢（H2S）与对男性生育有益的乳杆菌呈负相关，而氨和硫化氢与对男性生育有负面影响的拟杆菌属呈正相关。对乳杆菌属和拟杆菌属水平与氨进行比较的荟萃分析显示，结果具有统计学意义（p<0.001）。

不过，这部分内容目前可视为前沿方向，而不是已经定论的临床结论。

甲烷：更值得关注的是肠道动力变化

在肠道主要气体中，甲烷（CH₄）的来源和 H₂、CO₂ 不太一样。CH₄ 主要不是由普通细菌直接产生，而是由产甲烷古菌（methanogens）利用 H₂ 作为电子供体，将 CO₂ 还原后生成。

甲烷的出现同时说明肠道内前端已经存在 H₂ 和 CO₂ 的持续生成，并且下游存在活跃的甲烷生成通路。

哪些菌群参与了甲烷生成？

人类胃肠道内最主要的产甲烷微生物属于 Euryarchaeota。其中，最常见、最重要的代表是 Methanobrevibacter smithii。

此外，Methanosphaera stadtmanae 和 Methanobrevibacter oralis 也被认为参与了 CH₄ 的生成。

研究还提到，人体粪便中产甲烷古菌的丰度差异很大，可从几乎检测不到到 10⁹ CFU/g stool 不等；而只有当其数量达到大约 10⁷ 时，呼气中才更容易检测到 CH₄。

甲烷生成会带来什么代谢后果？

甲烷生成有一个很重要的特点：它能够明显减少总气体摩尔数。对应反应为：

CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂O

也就是说，原本的 5 mol 气体，最终会变成 1 mol 气体。从这个角度看，甲烷生成实际上会降低总体气体体积。

甲烷相关问题的重点，往往在于它改变了气体代谢的去向，也改变了肠道内 H₂ 的分流格局。

从机制上看，这是一条非常典型的耗氢通路。

也就是说，上游发酵菌把未被小肠吸收的底物分解后，产生 H₂、CO₂ 和短链脂肪酸；下游产甲烷古菌再把 H₂ 和 CO₂ 进一步转入甲烷通路。

这一点很关键。因为 H₂ 在肠道里并不会无限累积。研究表明，较高的 H₂ 分压会抑制发酵菌继续代谢底物，并影响 NADH 再氧化以及后续发酵过程。换句话说，把 H₂ 持续移走，本身就是维持发酵系统继续运转的一部分。 甲烷生成正是这套移走 H₂的方式之一。

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甲烷和便秘经常一起出现

较高水平的 CH₄ 与肠道动力减慢相关，并且和便秘，尤其是 IBS-C（便秘型肠易激综合征） 的关系更为密切。

一些研究还显示，CH₄ 可增强肠道收缩活动，同时减慢肠内容物推进速度。

也就是说，甲烷相关问题的重点，并不主要体现在总气体体积上，而更多体现在动力学后果上。

甲烷可能不仅影响动力，也和能量提取效率有关

一项研究发现，高甲烷产生者并没有表现出更高的 SRB 或 产乙酸菌活性下降，也就是说，甲烷通路未必是在压制其他耗氢通路；但高甲烷产生者却表现出更高的血清丙酸水平，并且在高纤维、全食物模式饮食下，具有更高的宿主可代谢能量（metabolizable energy, ME）。

进一步的网络分析还发现，和 CH₄ 生成正相关的，不只是 Methanobrevibacter smithii，还包括一组更适合降解膳食纤维、发酵纤维降解产物并生成丙酸的菌群，例如 Bacteroides caccae、Bifidobacterium adolescentis、Coprococcus、Eubacterium、Lachnospira、Prevotella copri、Roseburia faecis 等。

与甲烷产生率呈正相关的微生物

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doi: 10.1093/ismejo/wraf103

这提示，甲烷有时更像是一个微生物协同网络的标志：它背后可能对应的，是一整套更擅长处理纤维底物、维持发酵链条、促进短链脂肪酸生成和吸收的菌群结构。

甲烷升高，通常说明什么？

从肠道代谢角度看，CH₄ 升高通常提示的是：

• 肠道内存在较活跃的甲烷生成通路；
• H₂ 和 CO₂ 正在被持续转入这条通路；
• 气体代谢结构更偏向甲烷型耗氢分流；
• 在部分人群中，这种代谢格局还可能伴随动力减慢、便秘倾向，以及更高效的纤维利用和短链脂肪酸相关代谢。

从实际理解上看，CH₄ 更适合放在“耗氢通路—肠道动力—微生物能量提取效率”这条线上看。提示气体代谢结构和肠道动力状态可能已经发生了变化。

02
同样是产气，为什么症状和结局会完全不同？

上一章节我们了解到，H₂、CO₂、H₂S、NH₃、CH₄ 这些产物，来源不同、代谢路径不同，对宿主的影响也不同。也正因为如此，临床上看起来都叫“腹胀”“排气多”或“吃完不舒服”，背后的机制并不一定相同。

气体本身只是结果，真正决定症状和结局的，是气体类型、代谢去向以及宿主对这套代谢输出的承接能力。

肠道气体本身并不一定带来症状，关键在于能否被及时清除

肠道菌群发酵产生气体，本身并不等同于一定会出现不适。研究提到，发酵过程中产生的气体主要有三种去路：

• 第一，被其他气体利用菌进一步代谢为非气态产物；
• 第二，被肠道吸收进入血液循环，再经呼吸排出；
• 第三，经肛门排出。

一项研究显示，大约 77% 的微生物气体会通过前两种方式被清除，以排气形式离开的约占 23%。

这意味着，对多数健康人来说，产气和清除之间通常可以维持相对稳定的平衡。气体生成本身是结肠发酵的一部分，问题往往出在这套清除机制是否还能及时承接当前的发酵输出。

为什么有些人更容易腹胀、排气多？

主诉频繁腹胀和排气增多的人群，往往存在肠道气体清除受损。也就是说，他们的问题不一定只是产气更多，还可能是气体在肠道内停留得更久、清除得更慢。

另一要点是，功能性胃肠道症状患者对气体负荷的耐受阈值往往更低。

研究提到，这类人群相对正常人可以耐受的气体量，也更容易出现腹胀、胀满感和不适。也就是说，同样的气体负荷，在不同宿主背景下，主观症状的强弱并不一致。

这一点也和近期的干预研究相呼应。

一项随机、双盲、安慰剂对照试验纳入了 350 名自述存在腹胀/消化不良症状的健康成年人，连续 6 周给予多菌株合生元或安慰剂。结果显示，干预组不仅腹胀和胀气评分下降，腹部不适也显著改善，同时便秘相关不适和排便规律性也有所改善。

研究者指出，这类变化可能并不只是来自单纯产气减少，还与胃肠动力改善、内脏高敏感缓解以及肠道屏障功能支持有关。

这种差异在实际菌群报告中也很常见。看起来都属于产气相关问题，但进一步拆开后，背后的代谢结构并不一样。

比如在谷禾的一些样本中，除了主诉腹胀或排气增多之外，还可以直接看到肠道产气本身已处于超标水平；进一步拆开后，又伴随对甲酚过多、丁酸盐不足、Bacteroides fragilis 增殖，以及腹胀相关的 Bacteroides、Clostridium、Proteobacteria 等线索。

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<来源：谷禾肠道菌群检测数据库>

这样的结果提示，问题往往不只是气体多了，而更像是发酵负荷升高、腐败代谢增强、保护性代谢物不足和菌群生态失衡同时存在。也正因为如此，同样表现为腹胀或排气增多，背后的处理逻辑并不一样。

气体的产生位置和产生速度，也会影响症状表现

除了总量和清除能力，气体在肠道内的产生位置和产生速度同样重要。研究指出，肠道内气体的数量或分布位置出现异常，都可能导致不良症状。

例如，当碳水化合物在小肠内被细菌过度发酵时，更容易引起明显的腹胀和腹痛，这也是小肠细菌过度生长相关症状的重要机制之一。

像RFOs（raffinose family oligosaccharides）这类发酵速度较快的底物，更容易因为短时间内迅速产气，而增加肠道清除负担，从而放大腹胀等症状。

注：RFOs是一类由多个单糖（通常是葡萄糖、果糖和半乳糖）通过糖苷键连接而成的低聚糖。在植物中广泛存在，尤其是在豆类、十字花科蔬菜（如卷心菜和花椰菜）、全谷物和某些根茎类蔬菜中。

有些“产气食物”在持续摄入后，症状反而会减轻

研究提出，肠道清除气体的能力并不是固定不变的，而是可以被饮食改变的。

例如，在刚开始摄入GOS这类短链、发酵较快的非消化性碳水时，总气体体积可增加 37%；但在连续摄入两周后，气体体积又会下降回基线水平。与此同时，在到达肛门前就被清除掉的气体比例，还呈现上升趋势。

这说明，持续摄入某些产气性食物后，肠道菌群的耗气能力和宿主对气体的处理能力可能会发生适应。一些所谓“容易产气”的食物，并不一定会长期维持同样强度的不适，症状程度可能随着时间而改变。

在炎症性肠病中，硫化氢相关信号更值得警惕

临床研究和实验研究都提示，菌群产生的 H₂S 与 IBD，尤其是溃疡性结肠炎（UC），存在关联。体外研究发现，UC 患者粪便样本中的硫酸盐还原菌数量高于健康对照，同时 H₂S 生成水平也更高。

还有研究发现，去除富含含硫氨基酸的食物，如 牛奶、鸡蛋和奶酪，在部分溃疡性结肠炎场景中曾显示出一定治疗意义。这提示，H₂S 所对应的也可能反映结肠局部代谢环境的改变。

甲烷菌和硫酸盐还原菌，与结直肠癌有关

多项研究还发现，甲烷菌和硫酸盐还原菌相关通路与结直肠癌（CRC）存在关联。

结直肠癌患者中，CH₄ 排出的发生率高于健康对照；与此同时，较高水平的 H₂S 也出现在结直肠癌高风险人群和溃疡性结肠炎患者中。

还有研究发现，在结直肠癌患者活检组织中，负责 H₂S 解毒的酶硫代硫酸盐硫转移酶丰度较低。这些结果提示，肠道气体及其相关代谢通路的意义，可能已经不只是功能症状层面，还涉及肠道局部病理环境的变化。不过，目前这类关联背后的分子机制仍有待进一步研究。

03
食物与肠道气体
关键：食物底物如何被菌群处理

我们知道导致肠道气体的原因很多，但食物是影响产气症状的主要因素之一。食物之所以会影响肠道产气，关键是其中有哪些成分没有在上消化道被充分消化吸收，最终进入结肠，成为菌群发酵的底物。

与肠道气体关系最密切的食物类型，主要包括豆类、部分蔬菜和水果、全谷物、乳制品。这些食物虽然来源不同，但在机制上有一个共同点：都可能为结肠菌群提供可发酵底物，从而增加气体生成。

豆类——RFOs

豆类，包括干豆、扁豆、豌豆等，是很多人日常饮食中的重要组成部分。它们通常脂肪含量较低，同时富含蛋白质、维生素、矿物质和膳食纤维，因此在营养学上一直被视为具有较高价值的食物。

然而，尽管具有上述优点，许多消费者仍避免食用豆类，尤其是多种菜豆，原因是担心排气过多和胃部不适。

豆类引起的排气增加往往出现在摄入早期

有报道指出，部分人在饮食中加入豆类后，尤其是纤维摄入本就偏低的人，排气增加是预期结果。然而，有报道指出，随着更频繁地摄入豆类，排气会有所减少。

在一项随机对照试验中，50%的健康受试者报告在食用斑豆或烤豆的第一周内排气增加，但第二周后这一比例降至38%。

此后，报告胀气症状的受试者百分比在第6~12周持续下降至15%~23%。

在另一项随机对照试验中，评估了连续28天食用豆类（鹰嘴豆、扁豆和青豆）的影响。在干预早期，食用每种豆类都会引起胀气显著增加，但在后期胀气水平显著下降。

基于以上这些研究，排气的频率取决于个体食用豆类的频率，且个体之间的反应可能存在显著差异。

豆类中的关键底物是 RFOs

研究认为，豆类与肠道气体关系密切，主要与其中较高含量的膳食纤维和RFOs 有关。

研究指出，人类缺乏足够的 α-galactosidase 来降解这类寡糖，因此 RFOs 不能在小肠被充分消化吸收，而会进一步进入结肠，被菌群发酵，并在这一过程中产生气体。也正因为如此，豆类摄入后出现排气增加，在机制上是可以解释的。

不同豆类中的 RFOs 含量存在差异

扁豆、青豆、黄豆、豇豆、红芸豆等都属于 RFOs 含量相对较高的代表，不同种类之间在棉子糖、水苏糖、毛蕊花糖的含量上存在明显差异。

这说明，豆类引起的肠道产气并不是完全一致的，不同品种、不同底物组成，都会影响进入结肠后的发酵负荷。

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加工方式可能影响豆类的产气潜力

除了原料本身的差异，综述还提到，一些加工处理方法可能降低植物中的 RFOs 含量，例如挤压、浸泡、高压灭菌、酶处理、煮沸。这些方法在不同程度上都有助于减少 RFOs，因此也被认为可能降低后续发酵产气。

从应用角度看，这部分研究的意义比较明确：豆类相关问题并不一定只能通过回避摄入来处理，底物含量本身和加工方式同样会影响最终的耐受性表现。

蔬菜和水果：果聚糖和多元醇

食用富含果聚糖的蔬菜后，人体可能会出现肠胃胀气。在蔬菜和水果中，与肠道气体关系更密切的是其中所含的某些可发酵碳水化合物。主要包括两类成分：一类是果聚糖，另一类是多元醇。

蔬菜和水果中的果聚糖属于菊粉型，由一个至多个与蔗糖的果糖部分相连的2→1连接的β-果聚糖基单元组成。此类果聚糖中最简单的物质是1-蔗果三糖，即β-果聚糖基-(2→1)-β-果聚糖基-(2→1)-α-吡喃葡萄糖苷。菊粉型果聚糖的聚合度通常在3~约60之间。

菊粉和低聚果糖（FOS）在蔬菜中含量丰富，如洋蓟、芦笋、菊苣根、大蒜、洋葱、蒲公英叶、韭菜等。

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果聚糖在小肠中无法被消化，在结肠中发酵后产生过多肠道气体

果聚糖不能在小肠被消化吸收，因此会进入结肠，被菌群进一步发酵，从而增加气体生成。

最近的两项研究探讨了食用含菊粉食物对胃肠道症状的影响。排气增加是健康志愿者中最常见的胃肠道症状之一。

两项研究的结果均显示，健康志愿者在食用富含菊粉的饮食后，报告的最常见的胃肠道症状是肠胃气胀加重。

在另一项研究中，据报告，在连续5周食用富含低聚果糖的饮食期间，低聚果糖会导致肠道气体产生增加。

多元醇也是蔬菜和水果中重要的产气相关成分

多元醇天然存在于一些水果和蔬菜中，也被广泛作为无糖甜味剂用于口香糖和饮料中。

FDA批准的多元醇包括甘露醇、山梨醇、木糖醇、异麦芽酮糖醇、乳糖醇、麦芽糖醇、赤藓糖醇、氢化淀粉。

一项研究评估了山梨醇吸收不良与胃肠道症状之间的关系，该研究让7名健康参与者摄入不同剂量的山梨醇。在大多数受试者（7人中的4人）中，仅摄入5克山梨醇就与气体显著增加相关，而大多数受试者在摄入20克山梨醇后出现了严重症状（气体、腹胀、痉挛和腹泻）。

同样，在另一项包含10名健康志愿者的研究中，与摄入低剂量甘露醇相比，摄入含有高剂量甘露醇的水溶液导致的副作用发生率最高，包括肠胃气胀、腹泻和腹痛。

多元醇所带来的不适程度不仅与成分本身有关，也与摄入剂量密切相关。

蔬菜和水果相关的不适，本质上仍然是底物问题

从现有研究看，蔬菜和水果与肠道气体的关系，主要还是通过其中的果聚糖和多元醇来体现。

• 前者因为不能在小肠被消化，会进入结肠发酵；
• 后者则因为吸收较差，更容易在较高摄入量下引起产气和其他胃肠道不适。

全谷物——果聚糖

全谷物常被视为健康食物，但并不意味着所有人都有同样的耐受性

小麦、玉米、大麦、黑麦、燕麦等谷物是世界大多数人口主要依赖的主食。与此同时，营养学和公共健康建议通常鼓励更多摄入全谷物而不是精制谷物。

《2020–2025美国膳食指南》建议每天至少摄入 3 盎司（约85克）全谷物，这主要基于全谷物与代谢健康相关的益处。

不过，这并不意味着全谷物在所有人群中都具有同样的胃肠耐受性，研究指出，全谷物虽然含有部分可发酵膳食纤维和抗性淀粉，但其中更值得关注的一个成分，是果聚糖。

全谷物中的果聚糖——与产气关系更密切的底物

谷物中的果聚糖与蔬菜水果中的果聚糖并不完全相同。前者主要属于左聚糖型，其结构特点是 β-呋喃果糖基单元通过 (2→6) 键连接到蔗糖分子上。这类果聚糖在谷物中的聚合度可达到约 90（说明它们属于结构相对复杂、可进入结肠发酵系统的一类底物）。

大量研究已将全谷物摄入与排气增加联系起来。

在一项非对照研究中，55%的IBS患者报告麸皮加重了其胃肠道症状，包括产气相关主诉。

关于麦麸的对照试验也报道，与安慰剂相比，参与者出现更多排气和腹部不适。

此外，Vuholm等考察了全麦和全黑麦对胃肠道症状的影响，发现摄入这些全谷物与健康志愿者排气增加显著相关。

部分人群需要关注FODMAPs

尽管小麦及其他谷物中的果聚糖等可发酵低聚糖、二糖、单糖、多元醇（FODMAPs）普遍被认为会在IBS患者中引起严重胃肠道症状，但也有研究指出，许多非乳糜泻性麸质敏感者实际上可能对小麦中的FODMAPs而非麸质敏感。

加工方式可能影响全谷物的产气潜力

已有研究开始评估不同工艺对谷物中果聚糖的影响。据推测可减少肠道气体及其他胃肠道症状。

一项研究评估了不同酸面团酵母菌株在96小时发酵过程中降解小麦粉中果聚糖的能力。发酵后，与传统面包酵母S. cerevisiae分离株相比，从澳大利亚酸面团中分离得到的Saccharomyces cerevisiae和Torulaspora delbrueckii能显著降低小麦粉中的果聚糖含量。

另一项研究还考察了，植物乳杆菌与酿酒酵母延长发酵时间在黑麦面团发酵过程中降解黑麦面包果聚糖的潜力。发酵3小时后，作者注意到，与仅用面包酵母发酵的面包相比，采用植物乳杆菌和酵母发酵的黑麦面包中果聚糖含量显著下降。

也就是说，原料本身之外，发酵工艺和加工方式同样会影响最终进入结肠的发酵底物负荷。

全谷物相关问题，更适合放在底物耐受性框架中理解

这里还可以区分两个层面来看：

• 一是发酵负荷，也就是进入结肠的果聚糖有多少，以及菌群会不会因此形成更高的发酵输出；
• 二是个体耐受性，也就是面对这部分发酵产物和气体，这个人是否更容易出现腹胀、排气增多等不适。

前者有时可以结合菌群功能线索辅助理解，后者则更多与宿主本身的肠道动力、气体清除和感觉敏感性有关。

从干预角度看，全谷物相关不适更适合先放在果聚糖耐受的框架里理解，再进一步结合加工方式、摄入剂量和摄入频率做调整；如果同类底物反复诱发症状，后续也可以结合饮食记录、症状出现的时间窗，包括菌群线索，进一步判断问题更偏向发酵太强，还是本身更不耐受。

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doi.org/10.1016/j.jff.2022.105367

乳制品——乳糖

乳制品相关不适，核心在于乳糖处理能力

牛奶和其他乳制品是加重胃肠道症状的食物之一，尤其是在全球相当一部分成年乳糖酶缺乏人群中。

乳糖是哺乳动物乳汁中特有的碳水化合物，人乳中含量约为7.2 g/100 ml，牛乳中约为4.7 g/100 ml。乳糖本身并不会直接引起气体问题，影响后续结局的是它能否在小肠被及时水解。

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乳糖能否被消化，取决于乳糖酶活性是否足够

乳糖酶是负责水解乳制品中乳糖的酶。乳糖需要依赖乳糖酶水解为葡萄糖和半乳糖后，才能在小肠被吸收。

在大多数哺乳动物中，乳糖酶活性在儿童期较高，但会随年龄增长迅速下降。在人群中，仅约 30% 的人群在成年后仍保持乳糖酶持续表达，但这种乳糖酶持续性在不同人群中的分布差异很大。

这意味着，对相当一部分成年人来说，乳糖并不能在小肠被充分处理，而更容易进入结肠。

未被消化的乳糖会进入结肠并被菌群发酵

研究指出，当乳糖没有在小肠被充分水解为单糖时，它会进入大肠，成为菌群可利用的发酵底物。随后，肠道菌群会对其进行代谢，并产生相关气体。乳糖酶缺乏患者因结肠内乳糖发酵而出现排气增加。

乳糖进入结肠后，菌群组成会影响后续的代谢走向。某些菌群，尤其是双歧杆菌属和乳杆菌属，具有β-半乳糖苷酶活性，能够利用乳糖并完成进一步分解；同时，这两类菌更倾向于产生短链脂肪酸，而不像其他部分异型发酵菌那样更容易形成较高的氢气和甲烷输出。也就是说，乳糖进入结肠之后，会不会形成更明显的产气表型，和菌群如何处理这部分底物也有关系。

益生菌可能缓解乳糖不耐受症状的机制

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doi: 10.1007/s10482-026-02278-x

部分人群对乳糖的耐受，可以随着菌群适应而变化

在乳糖不耐受人群中，长期、规律地接触乳糖后，肠道菌群可能发生适应性变化。

这种变化通常表现为具有β-半乳糖苷酶活性的乳糖发酵菌增加，例如双歧杆菌属和乳杆菌属丰度上升，同时结肠对乳糖的处理效率提高，呼气氢排出下降，症状减轻。

基于证据的、对乳糖不耐受有益的益生菌菌株

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doi: 10.1007/s10482-026-02278-x

04
结语

如果把肠道产气仅仅理解为吃了某类食物之后会不会胀，那么临床和健康管理层面的处理往往容易停留在经验性忌口、临时回避和泛化建议上。但从现有研究看，肠道产气所连接的并不只是食物和症状，还包括底物进入上消化道后的处理效率、结肠阶段的菌群代谢方式、不同耗氢通路的分流方向，宿主本身的动力和耐受状态等。这意味着，产气相关问题更适合被理解为一个可分层、可追踪、可干预的功能表型。

未来关于产气相关问题的管理，会包括对具体底物、具体通路和具体耐受阈值的识别。进一步判断：究竟是哪一类底物在反复诱发症状，进入结肠后被怎样的菌群结构处理，又是在什么剂量和什么摄入方式下开始越过个体的耐受边界。

肠道产气相关问题也越来越值得放到多维评估框架里看。饮食记录能帮助识别底物来源，症状时间窗能帮助判断反应时序，呼气试验能帮助捕捉功能性输出，而菌群相关信息则更适合帮助理解：个体的肠道，当前更偏向哪一种发酵和耗氢模式，是否已经出现了保护性代谢物不足、腐败代谢增强，或者硫代谢相关通路偏移。也就是说，菌群检测帮助我们把原本笼统的症状，推进到更具体的代谢理解和功能识别。

总的来说，肠道产气更像是肠道持续暴露自身代谢状态的一种外显方式。把这些信号读得更清楚，就更接近下一阶段更精细的营养干预和功能管理。

注：本账号内容仅供学习和交流，不构成任何形式的医疗建议。

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