有一些饮食建议已经在我们的脑海中根深蒂固，我们毫无疑问地接受了它们。无论我们选择什么样的饮食，对膳食纤维的需求和高纤维饮食的好处似乎是其中的两个。但为什么纤维是有益的，我们需要多少才能得到这些声称的好处?当我们想到饮食中的纤维时，我们通常会想到蔬菜、水果和全谷物，这就自然而然地引出了一个问题，纤维在配方良好的生酮饮食中处于什么位置?这些问题的答案是多方面的，可能令人惊讶。
一般鼓励成年人每天至少摄入25至30克纤维。一个配方良好的生酮饮食(WFKD)虽然必须限制碳水化合物含量，但可以包括几种提供纤维的食物(如蔬菜、种子、坚果)，但平均只能提供大约一半的量。然而,营养酮症WFKD导致肝脏产生β -羟基丁酸盐(BOHB)， BOHB有可能取代膳食纤维的一些功能。正如我们将要讨论的，纤维的许多好处都归因于它由细菌发酵，在结肠中产生短链脂肪酸(SCFAs)，尤其是一种叫做丁酸盐的脂肪酸。事实证明，这种SCFA具有与BOHB非常相似的代谢特性。因此，配方良好的生酮饮食可以提供纤维的许多好处，而不需要摄入高碳水化合物，也不会出现一些人因摄入高纤维而经历的相关令人不快的副作用。
由于食用酮抑制饮食(即任何作为碳水化合物加蛋白质提供每日所需能量30%的食物)，农业社会依赖于纤维和结肠微生物(即个人自身的微生物群)的优化饮食来维持结肠健康，也许还有其他器官的健康。这一事实引发了一场寻找最佳人类微生物群的疯狂研究——假设我们都吃了足够多的纤维作为底物，以产生微生物群所需的产品(丁酸盐)。丁酸盐是一种首选的燃料(优于葡萄糖或长脂肪酸，以及其他短链脂肪酸)，以滋养大肠(结肠)内衬的细胞。但有强有力的证据表明，结肠发酵产生的一些丁酸盐通过全身循环携带，从而改善了心脏和大脑等其他器官的健康。
从世界上大多数吃“传统”西方饮食的人的角度来看，结肠纤维发酵的这些系统性影响被合理地用作支持高纤维饮食的证据，特别是富含被称为可溶性纤维的长链多糖的饮食。该底物，在优化的微生物组的背景下，从可溶性纤维中产生理论比例高达49:100的丁酸盐(即49%的重量)。因此，可溶性纤维含量非常高(50 g/d)的日粮可导致结肠丁酸盐产量高达24 g/d。考虑到只有一小部分丁酸盐可能会逃逸到体循环中(例如，一些被结肠利用，一些被肝脏提取)，高纤维饮食对其他器官的有形好处可能是由于不超过10克/天的丁酸盐所产生的燃料和信号作用。
假设农业对人类饮食选择的主要影响最多持续了1万年，而许多人类种群已经从我们祖先的赤道家园进化了250万年，那么最近人类进化的高碳水化合物阶段只代表了我们过去代谢的不到0.5%。事实上，许多游牧狩猎和放牧文化，如马赛人、蒙古人和大平原美洲原住民，不仅在没有饮食纤维的情况下生存了下来，而且在过去的100-200年里蓬勃发展。那么，一些人的结肠是如何在很少或根本没有可溶性膳食纤维的情况下存活的呢?
我们现在知道，生酮饮食可以诱导肝脏每天产生75到150克的β -羟基丁酸盐(BOHB)。在化学上，BOHB几乎与丁酸盐相同，除了添加了一个氧。丁酸盐和BOHB都可以被线粒体用作有效的燃料，并且都具有抗炎和表观遗传作用。然而，在这里inflammation-modulating作用， BOHB更有效²。
这是我们的假设:虽然高膳食纤维和最佳微生物群的组合在吃酮抑制饮食时对一个人的健康至关重要，但在生酮饮食的背景下，这一必要性的重要性降低了．这是因为适当的饮食碳水化合物限制可以诱导肝脏产生比通过结肠发酵产生丁酸盐多许多倍的BOHB克数。因此，一个适应酮的人，他的肝脏每天产生100克bohb——尽管为大脑分配了大约50克，为心脏分配了25克——可能仍然能够分配25克来维持结肠的健康和功能，而不需要从不可消化的碳水化合物发酵中产生明显的结肠丁酸盐。
显然，高纤维饮食可能对结肠和全身健康有其他好处。高纤维“真正的食物”(与大多数纯化纤维补充剂相反)也富含其他植物营养素和必需矿物质。我们的观点并不是膳食纤维不重要。具体来说，我们并不是在挑战纤维在结肠健康中的重要作用——以及优化的微生物群——在饮食中碳水化合物和蛋白质的总和足以抑制营养性酮症的情况下。然而，文化、历史和现在强有力的生化证据表明，在配方良好的生酮饮食中，肝脏正常的BOHB生理生产可以取代结肠中纤维发酵的许多好处。
此外，由于大多数人每天摄入30 - 50克碳水化合物就能维持营养性酮症，因此饮食中有足够的空间来摄入富含纤维的食物，如非淀粉类蔬菜、坚果、种子和浆果水果。食用这些食物还有额外的好处，可以提供必要的矿物质，如钾和镁。因此，这不是一个“非此即彼”的问题，而是一个精心设计的问题配方良好的生酮饮食(WFKD)，它捕获了肝酮生产的好处，加上相当数量的膳食纤维，即。这是两全其美的。
虽然这个定义有点模糊，但纤维是由蔬菜、谷物、豆类、坚果和水果等植物的各种成分组成的，它们在小肠中既不能消化也不能吸收，但却能被大肠中的细菌发酵。纤维通常被进一步分为两类:
我们大多数人都听说过纤维的好处。毕竟，我们被告知它对肠道健康有好处，它可以降低我们的胆固醇，降低我们患2型糖尿病、心血管疾病和某些癌症的风险，还可以帮助我们减肥。这些听起来都是好东西!然而，大量已发表的关于纯化纤维来源的研究未能证明，独立于其他因素，纤维本身对健康结果有明显的益处。
因为纤维并没有被官方认为是一种必需的营养物质——也就是说，身体不需要从饮食中摄入纤维就能正常工作——在美国，没有官方推荐的纤维每日摄入量(RDA)。然而，有一些一般的指导方针，建议每天平均摄入量约为25克或更多。
尽管强调纤维是健康饮食的一部分(假设一个人吃了大量的膳食碳水化合物，因此没有营养酮症)，但事实是，纤维本身并不是一种必需的营养物质。从这个角度来看，可溶性纤维在结肠健康中起着支持作用，但前提是一个人有一个优化的微生物群，可以产生丁酸盐。因此，虽然纤维在促进健康方面往往是最重要的，因为纤维主要促进丁酸盐等SCFAs的产生，但它们才是真正的明星。
三种scfas -醋酸酯、丙酸酯和丁酸酯-在肠道内通过膳食纤维的细菌发酵产生。短链脂肪酸作为肠道的能量基质，并对肠道和整体健康发挥其他有益作用。丁酸盐是研究最广泛的短链脂肪酸，与纤维的结肠发酵有关的许多促进健康的作用有关。SCFA丁酸盐也有一些非常有效的抗炎特性，可以增强肠屏障、黏膜免疫功能和细胞能量代谢5。
丁酸盐的这些强大功能之一是它作为组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂的作用6。HDACs是调节靶细胞特定基因(即表观遗传调节)的酶，丁酸盐抑制HDACs可以帮助减少不必要的细胞生长和氧化应激。对于那些熟悉我们的之前关于BOHB的文章，你会记得BOHB也是一种HDAC抑制剂⁷局。丁酸盐和BOHB在结肠中结合到相同的细胞表面受体，这意味着它们结合后具有相似的肿瘤抑制作用。这可能是纤维摄入有助于降低结肠癌发病率的潜在机制之一。
我们提到了纤维的一些好处，包括:改善肠道健康和运动性，降低心血管疾病的风险，改善血糖和胰岛素敏感性，以及有助于控制体重。纤维对这些方面的贡献可能是多方面的，但贯穿所有这些方面的一个共同线索是丁酸盐的作用。有趣的是，在营养性酮症患者中，同样的结果也有类似的改善，在某些情况下更明显。
肠道健康和运动。肠道健康和肠道微生物组在整体健康、免疫功能和疾病调节中的参与是越来越多的研究兴趣的主题。纤维的结肠发酵可以影响肠道运动，为肠道内膜细胞提供底物并发挥抗癌作用，这在很大程度上是由于丁酸盐及其在抑制HDAC方面的作用。而且，在某些情况下，丁酸盐可能与肠道微生物组协同作用，发挥这些作用。
虽然纤维被认为可以增加肠道蠕动和排便的便利性，(再次感谢丁酸盐，因为它调节液体和矿物质的平衡)，但镁和钠等矿物质的作用以及水合状态，不能被夸大。大便含水量显著影响运动能力。对于那些服用WFKD的人来说尤其如此。注意镁、钠和液体的摄入可以改善便秘，而在某些情况下，纤维性食物实际上会加重便秘症状39。
心血管健康。纤维被描述为减少心血管疾病的潜在辅助手段，这主要基于已报道的不可溶性全麦谷物纤维与降低冠心病风险之间的流行病学关联¹⁰。然而，尽管人们普遍建议增加纤维摄入量以促进心脏健康，但这些和其他用于形成饮食建议的流行病学关系的强度正越来越多地受到质疑。当与只关注纤维的对照研究结果进行比较时，结果往往无法显示出相同的关系。目前的挑战，尤其是与含纤维食物相关的挑战，是梳理出单独的纤维——独立于整个食物的其他成分——对健康措施的影响。在报告观察性研究结果时，混杂变量的影响或其他可能显著改变所报告结果的因素往往不被考虑在内。
当我们更仔细地观察纤维对冠心病的影响时，我们需要考虑诸如增加SCFA生成和减少热量摄入，以及增加抗氧化剂、维生素和矿物质¹²等因素。已知这些因素会影响炎症，而炎症越来越被认为是冠心病发展的驱动因素。事实上，一种减少炎症的可持续饮食可能被证明对心血管健康更有益，而不是专注于纤维本身的减少主义者。
就胆固醇而言，虽然膳食纤维据称可以通过与肠内胆汁酸的结合降低胆固醇，从而减少吸收，增加排出，但仔细的研究并没有始终一致地表明这会导致血清胆固醇水平的重大长期变化5,6。
2型糖尿病与体重控制。世界范围内代谢性疾病发病率的增加使人们更加关注缓解这一日益严重的健康危机的途径。由于饮食和生活方式干预是第一道防线，确定促进代谢健康的饮食成分已成为一个相当重要的优先事项。纤维经常被描述为使用饮食对血糖和体重控制有积极影响的一种方式。挑战再次变成了识别富含纤维的食物的特定方面，和/或可能具有这些作用的特定类型的纤维，因为并不是所有的纤维都具有相同的作用。
此外，缺乏证据表明，急性纤维消耗所观察到的低血糖反应随着时间的推移而持续，¹⁰有助于人类的长期体重控制。此外，大多数精心设计的研究都没有表明食用高纤维食物的人的纤维可以显著、持续地减轻体重。植物性食物的加入可能会产生其他促进健康的效果，但纤维本身并没有被证明是控制体重的原因。
关于膳食纤维对2型糖尿病(T2D)治疗和/或预防相关参数的影响的研究产生了复杂的结果¹⁷条。有趣的是，患有T2D的个体肠道中产生丁酸盐的细菌较少，这表明丁酸盐在这种疾病中具有潜在的保护作用¹⁸。由于胰岛素抵抗在T2D中起着重要作用，改善胰岛素抵抗的因素对T2D患者具有积极的意义。虽然一些前瞻性队列研究报告了胰岛素抵抗的改善与不可溶性纤维摄入量的增加之间的关联，但在水果和蔬菜中的可溶性纤维中却没有发现相同的关系。这些差异可能部分是由于这些不同类型纤维的消化特性，以及除了纤维之外的优化微生物组的专门作用。然而，根据目前的证据，很难将改善T2D的显著影响仅归因于光纤。
肠道微生物组。关于生酮饮食对肠道微生物群的影响的新研究正在不断出现。研究表明，饮食可以极大地改变肠道微生物群的含量，而微生物群可以影响一切，从药物的作用，免疫反应，到神经功能，心理健康，以及骨骼内稳态。微生物群的影响是多因素的，可能会根据饮食的组成进行调整，以应对摄入的微生物，并补偿营养需求，使其协同工作，影响健康结果。
肠道菌群也是肥胖和T2D以及自身免疫性疾病和其他疾病的潜在因素。因此，随着我们继续了解微生物组在调节健康和疾病中的作用，我们将了解饮食的组成如何影响这些结果。
生酮饮食背景下的膳食纤维。当我们看到纤维的好处时，我们可以看到，对于那些采用WFKD的人来说，由于营养酮症，许多积极的影响也得到了实现或增强。我们想强调的是，这并不是说纤维是不必要的，而是说丁酸盐似乎是纤维背后的强大演员。因此，在WFKD的情况下，肝脏内部产生BOHB可以减少或消除对丁酸盐的需求，以实现预期的健康结果。
因此，对高膳食纤维摄入量的需求实际上可能是有条件的，并基于饮食的整体和一致的组成。如果一个人患有营养性酮症，可能不需要摄入高纤维饮食(每天>25克)来达到纤维对健康的影响。也就是说，虽然纤维本身可能是有条件地必需的，但许多富含纤维的食物所提供的额外营养素和矿物质可能会提供额外的好处，并且肯定是WFKD的一部分。
不幸的是，很少有发表的研究关注于确定在WFKD的情况下摄入的最佳纤维量。Volek博士和当时的博士生(Richard Wood博士)发表了一系列研究，旨在确定在生酮饮食中添加葡甘露聚糖(一种高粘性可溶性纤维)形式的每日可溶性纤维补充剂的影响²，²⁷，²⁸。生酮饮食导致体重减轻、身体成分、血压、葡萄糖、胆固醇和脂蛋白谱以及炎症标志物的显著改善;然而，除了饮食之外，增加可溶性纤维并没有额外的好处。
关于饮食各方面的作用及其对特定疾病风险和长期健康的影响，我们不断看到“新的”流行病学研究。尽管经常有大胆的说法，但越来越多的证据表明，在根据观察性研究得出的关联¹¹，²得出广泛的健康建议时，需要谨慎9。虽然这种类型的研究可以从观察到的关联的持续时间和确定需要前瞻性研究确认的潜在领域两方面提供价值，但它不应该是得出因果关系的唯一依据。因此，从流行病学协会得出的饮食建议的现实科学观点可以概括为“有条件地相信，但要验证”。
这种对流行病学结论的广泛关注尤其与生酮饮食对健康的影响有关。营养性酮症是一种独特的代谢状态，越来越多的人认为它对能量代谢、代谢健康、炎症、肠道健康，甚至对肠道微生物群有积极的影响。鉴于几乎每一项评估饮食选择与疾病风险之间关系的大规模人口研究都没有包括大量遵循配方良好的生酮饮食的人，因此从此类研究中得出的关于生酮饮食对健康影响的结论没有科学依据。具体来说，不良结果与膳食纤维有限或脂肪摄入有所增加之间的联系显然远远超出了持续性营养性酮症的特征范围，需要相当谨慎地看待。也就是说，大多数人仍然可以维持营养性酮症，同时每天从真正的食物中摄入25克或以上的纤维(表1)，这意味着他们可以从这两个世界中受益。
表1
