膳食纤维和抗性碳水化合物
膳食纤维和抗性碳水化合物是食物中不被人体小肠消化吸收的碳水化合物聚合物，它们会进入大肠，在那里可能被肠道微生物群发酵，或大部分保持完整地通过。本领域将这些非消化性碳水化合物的化学性质、分类及其在营养生物化学中的生理作用归为一类。
Definition
膳食纤维包括非消化性碳水化合物聚合物（以及木质素等类似化合物），它们不被小肠中的人体消化酶水解；抗性碳水化合物还包括抗小肠消化并成为结肠发酵底物的淀粉组分和寡糖。
Scope
本领域旨在向读者介绍纤维和抗性碳水化合物作为一个类别：它们的定义和分类（可溶性与不可溶性，粘性与非粘性，可发酵性与不可发酵性），结肠微生物群如何将它们发酵成短链脂肪酸，抗性淀粉和益生元的特殊情况，以及这些化合物如何调节血糖反应和结肠功能。这是一个生物化学和生理学概述，而非临床指导。
Sub-topics
Core questions
- 哪些化学和物理特性区分了不同类别的膳食纤维和抗性碳水化合物？
- 结肠微生物群如何发酵非消化性碳水化合物，以及产生哪些代谢产物？
- 这些碳水化合物通过哪些机制影响血糖反应、粪便体积和结肠生理？
Key concepts
- 非消化性碳水化合物
- 溶解度和粘度
- 可发酵性
- 抗性淀粉
- 益生元底物
- 短链脂肪酸
- 血糖反应
- 粪便体积增加
Mechanisms
由于人体的唾液淀粉酶、胰淀粉酶和刷状缘酶无法水解它们的糖苷键，膳食纤维和抗性碳水化合物会通过小肠进入结肠。在那里，它们的理化性质决定了两种主要的结局：可溶性粘性纤维会减缓胃排空和营养吸收，并易于发酵，而不可溶性纤维则增加粪便体积并加速肠道转运，发酵程度较低。可发酵底物被厌氧细菌代谢为短链脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸）和气体，为结肠细胞提供能量并影响宿主代谢；抗性淀粉和公认的益生元是特别易发酵的底物，它们能塑造微生物组成。
Clinical relevance
膳食纤维摄入量与一系列健康结局相关研究，理解非消化性碳水化合物的生物化学是营养科学解释这些证据的基础。本领域描述了教育参考的机制和人群水平关联；它不提供个体膳食处方或治疗建议。
Epidemiology
系统评价和荟萃分析表明，较高的膳食纤维和全谷物碳水化合物摄入量与多种慢性疾病的较低风险相关，尽管这些证据多为观察性研究，且其效应部分归因于纤维，部分归因于食物基质中同时存在的成分。
Evidence & guidelines
关于碳水化合物质量（包括纤维）的随机和前瞻性证据的综合分析已在大规模系统评价和荟萃分析中进行汇编，以指导膳食指南的制定；这些研究总结了众多研究中的关联和效应，而非建立个体建议。
History
对不可消化植物材料具有生理价值的认识，从早期惰性粗饲料的概念，到20世纪通过对结肠微生物群发酵作用和短链脂肪酸产生的表征，逐渐形成了更丰富的生物化学理解。随着分析和生理学认识的进步，膳食纤维的定义也逐步拓宽，以涵盖抗性淀粉和寡糖。
Debates
- 膳食纤维应如何定义和测量？
- 定义已在纯粹分析性（特定实验室方法所能回收的）和生理性（抵抗小肠消化并到达结肠的）之间转变，这影响了抗性淀粉和合成寡糖是否被算作纤维。
Key figures
- Joanne Slavin
- Andrew Reynolds
- Gijs den Besten
Related topics
Seminal works
- slavin-2013
- reynolds-2019
- den-besten-2013
Frequently asked questions
- 膳食纤维和抗性碳水化合物有什么区别？
- 膳食纤维指植物性食物中固有的非消化性碳水化合物聚合物（和木质素）；抗性碳水化合物是一个更广泛的功能性分类，它还包括抗性淀粉和不被小肠消化并到达结肠的非消化性寡糖。
- 为什么这些碳水化合物会未经消化地到达大肠？
- 人体消化酶无法裂解它们特定的糖苷键，因此它们不会在小肠中被吸收，而是成为结肠微生物群的底物或增加粪便体积。