俗话说“病从口入”，我们的健康状况很大一部分取决于饮食。而食物基本上是由各种营养素构成的。
宏量营养素是人体大量需要的必需营养成分。宏量营养素指的是“三大”营养素：蛋白质、脂肪和碳水化合物，它们是我们饮食中的关键。
计算宏也是某些流行饮食计划的一个要素，例如生酮饮食，参与者计算脂肪、蛋白质和碳水化合物，希望获得更健康的饮食。
营养素是维持机体繁殖、生长发育和生存等一切生命活动和过程，需要从外界环境中摄取的物质。
来自食物的营养素种类繁多，根据其化学性质和生理作用可将营养素分为七大类，即蛋白质、脂类、碳水化合物、矿物质、膳食纤维、维生素和水。
根据人体对各种营养素的需要量或体内含量多少，又可将营养素分为宏量营养素（也称常量营养素）和微量营养素。
问
宏量营养素和微量营养素有什么区别？
三种主要的宏量营养素是脂肪、蛋白质和碳水化合物，需要大量它们才能为提供能量并在身体中发挥其重要作用。
微量营养素，如维生素和矿物质，对健康也是必不可少的，但需要的量较少。
答
如果按重要性对营养素进行排序，宏量营养素将位居榜首。
我们身体需要的三种宏量营养素是碳水化合物、蛋白质和脂肪，每一种都在身体中发挥着不同的、重要的作用——它们一起工作，保障我们身体的各种功能，如生长、繁殖、消化和运动，协调运转。
宏量营养素进行能量供应
能量供应是宏量营养素的关键作用。脂肪、蛋白质和碳水化合物等宏量营养素为我们的细胞提供能量，而微量营养素维生素和矿物质则不能。
宏量营养素通常以克为单位测量，有些人会记录一天中他们所消耗的每种宏量营养素的克数来获取更健康的身体。
宏量营养素对机体非常重要
宏量营养素除了提供能量外，每种必需的宏量营养素在体内都有重要的功能，例如参与构成和修复我们的身体组织；调节机体各种正常的生命活动。
注：含有宏量营养素的食物一般同时可以提供维生素和矿物质等微量营养素。
三种宏量营养素——蛋白质、碳水化合物和脂肪——都被认为是必需营养素（维生素、矿物质等微量元素也是必需营养素）。这些营养素被认为是“必需的”，因为身体需要它们才能正常运作。
注：这些营养元素均无法由身体自己创造，需要依赖从食物中摄入。
“术语‘宏观’意味着大而‘微观’意味着微小——我们需要大量的碳水化合物、脂肪、蛋白质宏量营养素，同时也需要微量的维生素、矿物质等微量营养素。
宏量营养素就像主角，微量营养素是饮食中的配角，每个角色对身体的健康表现都很重要。
矿物质
矿物质又称无机盐，是人体内无机物的总称。是构成人体组织和维持正常生理功能必需的各种元素，是七大营养素之一。
人们对一部分矿物质也比较熟悉，例如体内最丰富的矿物质包括钙、钠、钾和镁，通常毫克为单位。
★矿物质的作用
虽然矿物质在人体内的总量不及体重的5%，也不能提供能量，但是它们在人体组织的生理作用中发挥重要的功能。
构成机体组织的重要成份：钙、磷、镁——骨骼、牙齿。
多种酶的活化剂、辅助因子或组成成份：钙——凝血酶的活化剂、锌——多种酶的组成成份。
某些具有特殊生理功能物质的组成部分：碘——甲状腺素、铁——血红蛋白。
维持机体的酸碱平衡及组织细胞渗透压：酸性（氯、硫、磷）和碱性（钾、钠、镁）无机盐适当配合，加上重碳酸盐和蛋白质的缓冲作用，维持着机体的酸碱平衡；无机盐与蛋白质一起维持组织细胞的渗透压。
维持神经肌肉兴奋性和细胞膜的通透性：钾、钠、钙、镁是维持神经肌肉兴奋性和细胞膜通透性的必要条件。
矿物质的摄入要在一个适量范围
在人体的新陈代谢过程中，每天都有一定数量的矿物质通过粪便、尿液、汗液、头发等途径排出体外，人体内矿物质不足可能出现许多症状。因此必须通过饮食予以补充。
注：根据无机盐在食物中的分布以及吸收情况，在我国人群中比较容易缺乏的矿物质有钙、铁、锌。如果在特殊的地理环境和特殊生理条件下，也存在碘、氟、砸、铬等缺乏的可能。
但是，由于某些微量元素在体内的生理作用剂量与中毒剂量非常接近，因此过量摄入不但无益反而有害。矿物质如果摄取过多，容易引起过剩症及中毒。所以一定要注意矿物质的适量摄取。
维生素
维生素是人和动物为维持正常的生理功能而必须从食物中获得的一类微量有机物质，在人体生长、代谢、发育过程中发挥着重要的作用。
维生素，一般以微克进行测量。
缺乏维生素影响免疫与代谢
维生素虽然不能为人体提供能量，但是参与人体的生化反应，调节人体的代谢功能，如果维生素摄入不足，会导致人体新陈代谢失去平衡，会导致免疫力下降并可能导致营养不良，易患各种疾病。
维生素摄入过量胃肠道紊乱、脏器负担加大
维生素也不可以补用过量的，如果维生素补用过量会造成消化系统功能紊乱，维生素都属于酸性物质，如果补多了会造成胃肠道的吸收功能失调，从而会引起胃肠道的反酸、烧心、恶心、呕吐等，严重者还会明显的出现大便不成形或者黏液脓血便、稀便等。
另外维生素补多了还会造成肝脏、肾脏的负担加大，因为维生素主要是肝脏进行分解消化，肾脏进行排泄，长期维生素摄入过多会造成慢性的肝脏和肾脏的功能减退。
注意
根据疾病控制和预防中心指出，所有微量营养素对身体都至关重要，有助于预防疾病和改善健康。
无论是微量营养素还是宏量营养素，获取它们的最佳方法是食用各种健康、新鲜的天然食物。接下来将为您具体讲解宏量营养素的摄入。
宏量营养素的摄入相对更直观便于控制
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宏量营养素指的是碳水化合物、脂类、蛋白质，这三种营养素在膳食中所占的比重大、称之为宏量营养素。
三种营养素有相同之处，同时又有自己独特的作用，无法彼此替代，下面由谷禾讲述一下这三种宏量营养素。
很多人一听到脂肪就“谈脂色变”，过多的脂肪确实会造成我们肥胖及行动不便，而且过高的血脂，很可能是诱发高血压和心脏病的主要因素。导致很多人觉得应该摄入越少越好，但脂肪不应该是人们回避的营养素。
脂肪对于人体是不可缺少的
作为三大主要营养素之一，脂肪也是不可缺少的。
必需脂肪酸非常重要，如亚油酸和亚麻酸、DHA和ARA。
无论是橄榄油还是野生鲑鱼，我们可能听过医生或营养师对它们脂肪的推荐或赞美。确实，我们的身体需要这些食物中脂肪和油的必需脂肪酸。
脂肪除了具有提供能量，保护内脏器官，维持体温，也是构成人体细胞很重要的组成成分，有维持细胞的功能的作用；同时参与调节内分泌激素的作用；还可促进脂溶性维生素的吸收；增加食物的美味和增加饱腹感的作用。
尽量选择不饱和脂肪
但是注意，在饮食中选择的脂肪类型很重要。根据研究文献和饮食白皮书，理想情况下建议降低或限制饱和脂肪和反式脂肪等“坏脂肪”，因为这会增加你体内的低密度脂蛋白或“坏”胆固醇。
注：饱和脂肪存在于培根和香肠，而反式脂肪有时存在于加工食品中。
相反，选择单不饱和脂肪和多不饱和脂肪可以改善胆固醇，并可能降低患心脏病和中风的几率。橄榄油、牛油果和许多坚果中含有单不饱和脂肪，而鱼和亚麻籽含有多不饱和脂肪。
需要多少的脂肪？
从饮食中摄取足够的脂肪大部分人很容易做到。“绝大多数食物至少含有一点点脂肪，但是脂肪摄入不足与过量都不健康，如何确定自己需要多少脂肪呢？
如果有人通过计算克数(g)来计算他们的宏量，一般普通成年人每天需要40到70克脂肪，每克脂肪含有的热量大概是9大卡。
注：如果需要摄入大量健康脂肪，那么就需要适当增加摄入量。
地中海饮食降低了炎症和疾病风险
地中海饮食中烹饪时用植物油（含不饱和脂肪酸）代替动物油（含饱和脂肪酸）以及各种人造黄油，尤其提倡用橄榄油；脂肪占膳食总能量的最多35%，饱和脂肪酸只占不到7%~8%。
针对使用地中海饮食模式减少心脏病的研究表明，与常规饮食模式相比，地中海饮食中的脂肪主要来自单不饱和脂肪，有助于减少炎症和疾病风险。
地中海饮食改善了研究参与者的整体健康状况，并降低了死亡率。因为除了在烹饪中大量使用橄榄油外，可能还定期食用鱼类。为了获得omega-3脂肪对健康的益处，谷禾建议每周食用富含不饱和脂肪的鱼类2到3次。
单不饱和脂肪：橄榄油、花生油、菜籽油、杏仁、胡桃、榛子、南瓜籽和南瓜籽油、芝麻和芝麻油、鳄梨和鳄梨油
多不饱和脂肪：核桃、三文鱼、金枪鱼、鲱鱼、沙丁鱼、鳀鱼、鲭鱼、银鳕鱼、亚麻籽和亚麻籽油、菜籽油（同时含有单不饱和脂肪和多不饱和脂肪）
现在许多人采用富含蛋白质的饮食是有原因的。因为蛋白质在体内起着许多重要作用——它被认为是生命的基石，它参与一切生命的形成。生命的产生、存在、消亡都与蛋白质有关，没有蛋白质就没有生命。
身体的所有活动都离不开蛋白质
构建、修复身体
蛋白质几乎无处不在——在我们的骨骼、肌肉、头发、皮肤中等等。蛋白质由不同类型的氨基酸组成，可以构建、修复和维护我们身体。
调节生理功能
蛋白质的主要功能为调节生理功能，细胞功能、食物消化吸收、免疫调节、肌肉收缩、运送营养素、维持渗透压、体液、激素平衡等。
需要多少蛋白质？
谷禾统计研究发现，不同年龄段的人群蛋白质能量占比有所差异。每个人目标蛋白质会根据个人需求做调整，例如是否怀孕亦或是参与专业的体育运动。
一般建议每日卡路里的10%到35%来自蛋白质。哈佛大学公共卫生学院建议每9公斤体重摄入7克蛋白质。
例如一个人的体重为90公斤，那么每天的目标就是摄取70克蛋白质。
高蛋白饮食可能有助于减肥
有些人可能为了减肥而采用高蛋白饮食。2020年9月发表在《JObesMetabSyndr》上分析研究得出6-12个月临床试验证明，高蛋白饮食(HPD)具有减肥效果，并且可以防止减肥后体重反弹。
高蛋白饮食下的肠道激素
在肠道衍生的激素中，胰高血糖素样肽1、胆囊收缩素和肽酪氨酸-酪氨酸会降低食欲，而生长素释放肽会增强食欲。
高蛋白饮食会增加这些降食欲激素水平，同时降低促食欲激素水平，导致饱腹感信号增加，并最终减少食物摄入量。
此外，饮食诱导的产热增加、血液氨基酸浓度增加、肝脏糖异生增加以及由较高的膳食蛋白质引起的生酮增加都有助于增加饱腹感。
热量限制期间摄入更多蛋白质防止肌肉流失
另一项于2022年5月发表在《Obesity》杂志上的研究发现在热量限制期间增加蛋白质摄入量可改善饮食质量并减少瘦体重的损失，摄入更多的蛋白质防止肌肉流失。
蛋白质杠杆假说(PLH)
有一种宏量营养素调节模式被称为“蛋白质优先化”，即蛋白质杠杆假说(PLH)。根据PLH，即特定营养素的食欲相互作用，将膳食摄入引导至特定的膳食宏量营养素平衡，并且在宏量营养不平衡的饮食中，蛋白质调节主导脂肪和碳水化合物。
一个重要的优先事项是确定蛋白质杠杆是否在推动自由生活的人类的能量过度消耗和肥胖方面发挥作用，如果是这样，膳食蛋白质稀释的生态原因是什么。
研究表明，美国饮食中蛋白质的能量百分比随着肥胖的增加而下降，国家健康和营养检查调查(NHANES)和粮食及农业组织食物平衡表的数据都证明了这一点。
蛋白质摄入过量会增加心脏和肾脏负担
目前市场上有很多的蛋白粉和高蛋白产品，很多人也会选择通过蛋白粉这类产品增加蛋白质摄入。但是注意，过量的蛋白质会增加我们的卡路里摄入量，因为它不会简单地从体内排出。
动物蛋白，比如鸡肉、鱼肉、虾肉、猪肉、牛肉，这些动物的肉类当中都含有优质的蛋白质。
植物蛋白，比如黄豆、黑豆，这些豆类中也含有许多蛋白质。
乳类，比如牛奶、羊奶也含有丰富的优质蛋白质。
碳水化合物是最主要的供能营养素
碳水化合物是占比最大，是重要的营养素，机体50%以上的能量由食物中的碳水化合物提供。一般组织消耗的能量均来自碳水化合物在有氧条件下氧化。
食物中的碳水化合物经过消化产生的糖，一部分以肝糖原的形式储存在肝脏，一部分以肌糖原的形式储备在骨骼肌中。肝糖原维持血糖平衡，肌糖原满足骨骼肌的需要。
一般将碳水化合物分为3个主要类型：
糖，这是一种简单的碳水化合物（例如甜点和苏打水中的糖）
淀粉，这是一种复杂的碳水化合物（比如意大利面和土豆红薯等蔬菜中）
纤维，也是一种复杂的碳水化合物（存在于许多植物性食物中，如蔬菜、水果、坚果和豆类）
当然，碳水化合物也存在于高度加工食品。通常情况下，加工程度较低的食物，例如全谷物，可以提供更多的纤维和营养，过度加工的食品对健康不利。
简单碳水化合物和复杂碳水化合物有什么区别？
当讨论碳水化合物时，日常生活中经常用“简单”和“复杂”这两个词来区分它们，但这是什么意思呢？
这里有一个简单的比喻方法来区别：
简单的碳水化合物就像一个短串珠的手镯，而复杂的碳水化合物就像一个长串珠的项链。一个是短链，另一个是长链。
复杂碳水相对更健康
简单碳水化合物是指糖，如果糖、蔗糖和乳糖。
有些食物由两者组成——比如水果既含有果糖又含有纤维。减缓消化的是水果中的纤维，这意味着水果在体内不等同于糖果。
碳水摄入过低可能导致日常所需能量不足
如果按照某些饮食（如食肉动物饮食，本质上是全肉饮食）的指示，从饮食中清除所有碳水化合物，可能会感觉不太好。因为碳水化合物为身体的所有细胞提供精神和身体任务和活动所需的能量。它们提供了身体所需能量的一大半。
减少或排除它们，你可能会感到疲倦和头昏眼花。也就是说，许多低碳水化合物饮食的成功案例并不适合所有人和长期遵循，因为饮食中应该含有一些碳水化合物。
需要多少碳水化合物？
一般建议每天45%到65%的卡路里来自碳水化合物。这意味着对于一个摄入1800卡路里热量的人来说，每天从碳水化合物中摄取810到1170卡路里热量。
如果以克为单位计算碳水化合物，则相当于每天约203g至293克碳水化合物。
碳水化合物每克约含有4卡路里，仅供参考
绿叶蔬菜、地瓜、西兰花、菜花、豆子、鹰嘴豆、扁豆、坚果、原味、低脂或脱脂酸奶、燕麦片、藜麦、全麦面包、大麦、苹果、梨、浆果、香蕉
不太健康的碳水化合物
各种糖果、高糖分饮料，精制、加工和低纤维碳水化合物，如白面包、白米、烘焙蛋糕和饼干、披萨。
宏量营养素之间需要保持平衡，并且由于宏量营养素提供能量，因此摄入过多的任何一种营养素可能会提供比身体每天消耗的的卡路里。
谷禾的健康检测报告评估的3大宏量营养元素：蛋白质，脂肪，碳水化合物是一个百分比的结构，其中一个营养元素太高，其它就会低。
这意味着，如果你摄入高水平的蛋白质，那么其它两项常量营养素就会相对低，而且同时也会不经意地摄入比您需要的更多的卡路里。
那么我们应该如何做到均衡的饮食呢？
宏的计算公式
通过计算宏量营养素（简称宏）的相对含量，我们可以相对地做到饮食均衡。
宏的计数公式是什么？
首先，计算出你一天要摄入多少卡路里，然后估计出你的宏观目标。如果想采用生酮饮食且每天摄入2,000卡路里热量，那么你可能希望大约70%的卡路里来自脂肪。因此，将2,000乘以0.70得到1,400卡路里，那是你的脂肪宏观目标。
计算宏时，卡路里重要吗？
45%到65%的卡路里来自碳水化合物
20%到35%的卡路里来自脂肪
10%到35%的卡路里来自蛋白质
因此，假如一个人的目标是每天摄入1800卡路里的热量，他们可能需要810卡路里来自碳水化合物(45%)，630卡路里来自脂肪(35%)，360卡路里来自碳水化合物每天摄入蛋白质(20%)。
通常，碳水化合物每克含有4卡路里热量，脂肪每克含有9卡路里热量，而蛋白质每克含有4卡路里热量。
尽量计算宏量比计算卡路里更好吗？
计数宏确实比计算卡路里有一些好处。计算卡路里并不能说明您所吃食物的质量，与之不同，计算宏量可以带来更健康、更均衡的饮食选择。
例如，当你计算卡路里时，可能会从碳水化合物中获取大部分卡路里，而可能会错过宝贵的健康脂肪和蛋白质。
精确饮食有助于身材管理
此外，如果想更具体地定制饮食计划，公式会变得更加复杂。例如，在计算每天要摄入的卡路里目标数量时，还要考虑身高、体重、年龄和性别。
那么，为什么有这么多人致力于精确营养计算或计算宏呢？目前大多数计算宏的人这样做是为了减肥或优化运动或锻炼中的身体表现。未来不排除更多的人为了健康目标而加入这个“事业”。▼
计算宏在人群之中逐渐流行。那么宏观计数有哪些潜在的好处呢？
它可以帮助您开始更健康、更均衡的饮食
一袋薯片所含的卡路里与一片全麦面包和半个鳄梨所含的热量相似，但其中一种能为你提供饱腹感及营养，对身体有益，而另一种则不能。
例如，半个鳄梨含有超过10克对身体有益的脂肪、约6克碳水化合物（以及近5克有益纤维）和近2克蛋白质。
计算宏量可以让饮食更健康、均衡，但如果它导致强迫性测量并干扰正常的日常生活，比如与朋友外出就餐，就不建议长期坚持下去。对许多人来说，有条不紊地追踪常量营养素会变得乏味。
目前有多检测可以评估膳食宏量营养元素的摄入，比如通过菌群检测，营养素分析等。
它可以帮助你减肥（但这是有争议的）
关于计算宏量是否有助于减肥尚无定论，任何宏量摄入过多都会导致体重增加。但根据2017年8月糖尿病研究杂志发表的一项研究，经常追踪饮食的人长期减肥成功的几率更高。
一些人认为高蛋白饮食有助于人们减肥，但是美国梅奥诊所指出坚持高蛋白饮食长期以来，它与健康问题有关，例如增加患心脏病的风险。
出于同样的原因，计算碳水化合物并增加脂肪，同时将蛋白质限制在适量（生酮的标志性特征），以实现快速减肥而著称。
计算宏可能忽略了卡路里总量
相比之下，卡路里限制，无论宏量营养素阈值如何，都会导致体重减轻。
经常计算宏可能导致强迫症或饮食失调
记录消耗的宏量营养素可能会带来不良后果。与任何饮食一样，计算宏量，就像计算卡路里一样，会变成对你吃什么和吃多少的不健康的痴迷，这会导致饮食失调和其他健康问题。
准确计数可能较困难
计数宏的另一个缺点是它很难做到精准。许多食物含有大量营养素的组合，除非你是一位知道你所吃的每一种食物的分解的食品科学家，否则很难确切地知道自己在吃什么。
包装食品可能会在包装盒上清楚地标明每份宏量的数量，但大多数健康的天然食品（您想要放在盘子里的那些）如水果和蔬菜都没有营养标签，因此可能需要处理处理转换数据才能得到。
《中国营养学会》建议碳水化合物占总能量的55%-65%、脂肪占20%-25%，蛋白质占10%-15%，这个比例可以根据具体情况上下幅度内进行调整。
谷禾的健康报告中也含有营养元素的构成分析，可以借此来及时判断自我的健康状况。
虽然宏量营养素是我们饮食中不可或缺的一部分，但是日常生活中不必时刻计算他们，只需要保持饮食多样化，多考虑食物种类。通过一些食物的多样化可以满足我们的日常营养需求，帮助提升健康水平。
综上所述，掌握膳食中三大宏量营养素的摄入，对于保持良好的饮食健康是十分重要。主要参考文献：
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现状
全球肥胖患病率的上升是一个主要的社会经济负担，肥胖与许多疾病的风险增加有关，包括糖尿病、心血管疾病和癌症。
尽管人们努力改善生活方式选择，提高对潜在病因的认识，但在预防和治疗肥胖方面的长期成功似乎有限，因为饮食诱导的体重减轻在5年随访后仅维持约25%。
过去十年中，关于肠道微生物组对宿主代谢影响的研究数量呈指数增长，研究的数量和质量都在迅速发展，这些研究表明，基线微生物组成可以预测包括肥胖在内的代谢综合征。然而，研究同时表明微生物群组成的调节不可能会在所有条件下对人体代谢产生重要积极的影响，而这种影响取决于个体的特征，例如年龄、习惯性饮食、代谢表型和基线肠道微生物谱。
本文将介绍有关饮食成分、肠道微生物组和宿主代谢之间相互作用的知识和研究成果，以及如何整合这些知识来制定基于精确的营养策略，以改善人类的体重控制和代谢健康。
厚壁菌/拟杆菌门
肠道微生物群影响免疫功能和上皮完整性、能量和底物代谢以及葡萄糖稳态。初步研究表明，与瘦个体相比，肥胖的人类和啮齿动物的厚壁菌门与拟杆菌门的比例增加，但也有个别研究未能观察到这种差异，甚至报告了比例下降。
多样性和微生物基因丰富度
在代谢健康与不健康个体的比较中，代谢不健康组的α多样性较低。而且重度肥胖症患者的低微生物基因丰富度比例高达75%，而瘦或超重/中度肥胖症患者的低微生物基因丰富度比例为23%-40%。
（小编推测可能是由于中重度肥胖人群其饮食比较丰富且量大，微生物不需要太多多余的基因就可以代谢获得生存繁殖的食物，而较瘦的个体食物不太丰富，那么菌需要更多的基因才获取生存的食物和繁殖生存）
具体菌属
基线菌属
另一项研究表明，在瘦肉型个体中，嗜粘菌A.muciniphila和Alistipesobesi显著富集，而在肥胖型个体中，Ruminococcusgnavus显著富集。该研究还确定，当在基线检查时高丰度存在的菌，如Blautiawexlerae和Bacteroidesdorei减肥前以高丰度存在时将有助于减肥。此外，基线普雷沃菌属（Prevotella）普氏菌丰度可以预测肥胖人群在膳食纤维干预减肥中是否可以成功。
此外，与健康个体相比，II型糖尿病患者和代谢受损个体表现出微生物功能改变和发酵能力降低，尤其是产丁酸盐细菌丰度较低的个体。此外，胰岛素抵抗个体的肠道微生物组可能具有增加的生物合成潜力，并减少了支链氨基酸（BCAA，主要由Prevotellacopri，B.vulgatus驱动）的吸收和分解代谢，这与有害代谢效果有关。
总之，代谢受损个体的微生物基因丰富度和多样性降低。肠道微生物群组成和功能的个体差异与饮食干预的反应变化有关。
在当前的西方世界，习惯性饮食结构已转向高能量密集型食物，包括相对较高的饱和脂肪和简单碳水化合物含量，以及较低的膳食纤维含量。尤其是膳食纤维的消耗，以及大量营养素的质量和消耗量都会强烈影响肠道微生物群的组成和功能。基于人群的宏基因组分析揭示了微生物组成和多样性与60多种饮食因素的习惯饮食之间的关联。这些因素包括能量和大量营养素的摄入，以及面包和软饮料等特定食品的消耗。这些数据证实了饮食对塑造肠道微生物群的重要性。
饮食塑造肠型
与此一致，长期坚持地中海饮食与特定分类群以及肠道微生物谱的功能有关。肠道微生物组的组成是地中海饮食与心脏代谢疾病风险之间保护性关联的调节因素。当比较习惯性高脂肪饮食和高碳水化合物饮食时，高脂肪饮食的微生物多样性似乎较低。此外，与高（饱和）脂肪饮食和高碳水化合物/纤维饮食相比，微生物多样性似乎更低。这种饮食诱导的失调被认为是肥胖症代谢障碍的诱因。
饮食干预菌群变化较快，但是整齐菌群结构稳定
虽然主要在动物模型中得到证实，但数量有限的人体研究表明，饮食干预引起的微生物组成和功能改变可能已经在饮食摄入改变后的几周甚至几天内发生。在人类中，在严格转向完全以植物或动物为基础的饮食后，发现了适度的微生物变化。这些相当极端的饮食干预形式提供了对饮食-肠道微生物组相互作用的潜在机制的见解，并表明饮食干预引起的微生物变化可能会非常迅速地发生。
与此一致，一项小型控制喂养研究显示，在开始高脂肪/低纤维或低脂肪/高纤维饮食后24小时内微生物组组成发生了变化，尽管在整个为期10天的研究中肠型特征保持稳定。这些研究结果表明，成年人存在微生物复原力的趋势，这可能与长期习惯性饮食摄入有关。然而，由于缺乏对肠型动力学和复原力的理解，细菌肠型的概念受到了其他几项研究的质疑。
一项为期1年的干预研究比较了限制能量的地中海饮食和增加体力活动与等热量地中海饮食对超重/肥胖成年人的影响，结果显示两组之间肠道菌群组成的变化存在显著差异。尽管如此，两种饮食的微生物转移趋势是相同的。这表明饮食模式对于肠道微生物的整齐迁移起关键作用。
饮食与肠道和宿主代谢中的糖酵解和蛋白水解发酵之间的相互作用
JardonKMetal.,Gut.2022
膳食纤维的发酵主要发生在近端结肠并产生SCFA，既可以用作肠细胞的燃料，也可以充当外周信号分子。SCFA通过影响GLP-1和PYY的分泌，参与集中调节食物摄入和能量消耗。
蛋白质发酵主要发生在远端结肠并产生更多样化的代谢物，包括与肠道和代谢健康有害影响的BCFA。
绿框表示SCFAs对周围器官代谢过程的影响。
蓝色边框表示蛋白水解发酵产物的相反方向位点方向（虚线）或未知方向（无线）的影响。
BCFA，支链脂肪酸；FA，脂肪酸；GLP-1，胰高血糖素样肽1；PYY，肽YY；SCFA，短链脂肪酸；TMAO，三甲胺N-氧化物。
成人肠道微生物组的塑造在生命早期就已经开始，这取决于诸如暴露于母体微生物组、分娩方式和早期暴露于膳食成分等因素。在所有生命阶段影响肠道微生物群组成和功能的众多因素中，饮食是调节特定细菌种类及其功能的丰度的关键。反之亦然，个人对某种饮食或饮食成分的反应可能在很大程度上受肠道微生物群特征的影响。
肠道微生物群能够发酵宿主无法获得的食物成分。小肠中不能被酶分解的膳食纤维和其他复杂碳水化合物可以（部分）被大肠中的细菌发酵，这一般是细菌作为首选能源，发酵后产生微生物产品，如短链脂肪酸（主要是乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐）。
主要的产丁酸菌属于厚壁菌门，尤其是：
Faecalibacteriumprausnitzii、Clostridiumleptum、Eubacteriumrectale、Roseburia.
其他短链脂肪酸的产生由双歧杆菌等细菌介导，双歧杆菌在碳水化合物发酵过程中产生乙酸盐和乳酸。此外，A.muciniphila物种同时产生丙酸盐和乙酸盐。
稳定同位素技术与13C标记的短链脂肪酸可根据呼吸、尿液和血液分析对体内结肠产生的短链脂肪酸进行量化。短链脂肪酸主要在结肠中形成，其中约95%随后被吸收。
短链脂肪酸的作用
短链脂肪酸可与G蛋白偶联受体（GPRs）结合。研究最好的受体包括GPR41、GPR43、GPR109a和GPR164，它们在大量细胞中表达，包括结肠上皮、胰腺β细胞、免疫细胞和周围组织，如脂肪组织。
短链脂肪酸对外周组织的影响包括脂肪生成、抑制脂肪组织脂肪分解（尤其是通过乙酸盐）和减轻脂肪细胞炎症、骨骼肌脂质氧化能力增加、胰腺胰岛素分泌和β细胞功能增加，肝脏的胰岛素敏感性和脂质氧化增加并改变肠-脑相互作用。但是注意这些数据主要来自体外和啮齿动物研究。
短链脂肪酸减脂（人类研究）
在人类研究中发现，长期结肠丙酸盐输送可防止体重增加，减少腹部肥胖和肝细胞内脂质含量，并防止超重成年人胰岛素敏感性的恶化。与这些发现一致，人体内数据表明，在超重或肥胖的成年人中，饮食诱导微生物短链脂肪酸产生变化或直接结肠短链脂肪酸输注后，空腹脂质氧化和静息能量消耗增加。
碳水化合物的消化是一个复杂的过程，涉及摄入的碳水化合物类型的特定酶。大多数可消化的膳食碳水化合物在小肠中被消化和吸收，而某些不可消化的碳水化合物，包括抗性淀粉和膳食纤维，很容易被结肠中含量最高的肠道微生物发酵。
膳食纤维对肠道菌群的有益影响
摄入高纤维饮食有益地影响宿主的健康，其中包括影响葡萄糖和脂质代谢。重要的机制包括调节营养吸收或产生短链脂肪酸，但有关膳食纤维对健康影响的数据存在争议。
对于膳食纤维研究中不一致发现的解释：
首先，在大多数人体研究中，只补充了一种特定的可发酵纤维，因此只刺激了一种或几种个体（潜在有益的）细菌属。后者的后果可能是其他必需细菌或核心菌属的丰度减少，这可能导致微生物生态系统的不平衡。因此，结合刺激多种不同细菌属的不同纤维可能对维持微生物丰富度以及对免疫状态和代谢健康产生更显著的（相加或协同）影响很重要，所以多样化膳食纤维和饮食摄入对于健康益处的微生物调节更有用。
有趣的是，一项研究表明，结肠中产生短链脂肪酸的部位可能是代谢健康的决定因素。急性远端结肠乙酸盐给药增加了超重男性的循环乙酸盐浓度，增加了脂肪氧化和刺激饱腹感激素PYY，并降低了血浆肿瘤坏死因子-α。与远端输注相比，近端结肠中的乙酸盐给药不影响代谢特征。因此，通过结合不同的膳食纤维和/或更复杂的膳食纤维，针对远端结肠中微生物物种的膳食纤维可用性和短链脂肪酸形成，可能是改善免疫和代谢健康的有前景的策略。
TIPs
短链脂肪酸在一定范围内是越高越好，但是超过一定范围，也会产生害处。例如，高纤维饮食增加丁酸盐，诱导Stx受体球形三酰神经酰胺表达从而促进致病大肠杆菌定植。
此外，有益的短链脂肪酸一般需要通过结肠部位的菌群发酵产生，如果外源性的补充摄入，例如，丙酸盐有助于防止食物上霉菌，被广泛使用于烘焙食物、动物饲料和人造调味品中。如果长期摄入过量含有丙酸盐的食物，可能会增加人类患糖尿病和肥胖症的风险。
与此一致，与基因计数低的个体相比，基线时的高微生物基因计数与对减肥饮食的不太明显的反应有关。在低基因计数组中，基因丰富度和临床参数有所改善，尽管在基因丰富度低的个体中炎症标志物的变化不太明显。
一项针对肥胖个体的研究表明，不是基线微生物多样性而是厚壁菌门的基线丰度预测了个体微生物群的饮食反应。总之，这些发现表明微生物多样性并不总是饮食反应性的预测指标，这意味着需要进一步研究以更好地了解复杂的饮食-微生物组-宿主代谢相互作用。
此外，发现超重、前驱糖尿病个体与瘦个体相比，对短期施用长链菊粉和抗性淀粉的微生物多样性和餐后胰岛素敏感性的变化的反应降低。与此一致，最近的研究表明，基线肠道微生物特征可以预测补充3个月长链菊粉后BMI的变化，这种效应在不同个体的粪便微生物群定植的小鼠中得到了复制。
总体而言，益生元膳食纤维对代谢健康结果的有效性可能取决于几个参数，包括基线微生物组成以及微生物发酵的部位。
在低膳食纤维的西方饮食人群中，结肠远端的微生物群更擅长于利用剩余肽和蛋白质的发酵，因为首选的燃料，可发酵碳水化合物，已经在近端结肠中被人体大量使用。这种蛋白水解发酵过程的产物包括气体产物，如氢、甲烷、二氧化碳和硫化氢；BCFAs异丁酸酯、2-甲基丁酸酯和异戊酸酯（源自BCAAs发酵）、酚类和吲哚类化合物（源自芳香族氨基酸微生物发酵）以及较小的、未知的短链脂肪酸。
与糖解发酵产物相比，大多数蛋白水解发酵产物被认为对宿主肠道和代谢健康有害，尽管一些动物数据表明吲哚和硫化氢对肠道和外周组织功能有益。
例如，一些只能由肠道细菌(吲哚)或哺乳动物宿主(酪胺、色胺和短链脂肪酸)产生的氨基酸衍生化合物通过影响GLP-1和肠内分泌细胞血清素的分泌，直接影响哺乳动物的饱腹感和肠道运动。
结肠中糖酵解和蛋白水解发酵之间的平衡，以及对宿主生理的假定有益和有害调节之间的平衡，可能对制定饮食干预策略很有意义。
一些研究表明，增加膳食纤维的摄入量，特别是缓慢发酵纤维的摄入量，会减少肠道微生物群仅产生有害的蛋白水解代谢物，使得整体发酵平衡向更有益的糖酵解发酵转变。
摄入的膳食蛋白质首先在小肠中被胰酶和来自肠细胞的肽酶消化。然后，大量的寡肽和氨基酸通过肠细胞转运蛋白被转运到门静脉血流中，在那里它们被用作蛋白质合成的氨基酸前体或被代谢为燃料或肠粘膜代谢物必需的前体。
摄入的蛋白质到达大肠的百分比也可能取决于蛋白质质量，估计约为10%。由于植物的细胞壁不易消化，源自植物的蛋白质的消化率较低，而源自动物的蛋白质更容易在大肠中消化，这表明功能结果存在潜在差异。
蛋白水解和糖酵解发酵之间的平衡可能决定对生活方式干预的反应情况，因此应在未来的研究中加以考虑。
蛋白质摄入影响微生物组成
在大鼠研究中，高蛋白饮食与C.coccoides,C.leptum,F.prausnitzii减少有关，而超重或肥胖雄性中Roseburia,E.rectale,C.aerofaciens,Bacteroides,Oscillibacter减少。
值得注意的是，以等热量的方式比较高脂肪/高蛋白饮食与中等蛋白质或低蛋白质饮食会导致饮食之间碳水化合物或脂肪含量的差异。因此，对于所有的等热量膳食宏量营养素交换研究，很难确定导致肠道微生物群组成变化的主要膳食因素，这可能归因于一种(宏量)营养素的增加或另一种营养素的减少。
不同类型的脂肪酸（饱和、单不饱和、多不饱和脂肪酸）、碳链长度和饱和度可能对肠道微生物群组成有明显影响。
横断面研究表明，食用富含动物蛋白和脂肪的饮食与拟杆菌属肠型有关，而高纤维、水果和蔬菜的摄入与健康成年人的普氏菌肠型有关。
总体而言，应该注意的是，与膳食纤维相比，膳食脂肪-微生物组-宿主生理学相互作用的研究较少，而且其机理知识主要基于动物研究。根据人类生理学比较难解释这些发现，应进一步研究。
多酚主要作为酚类化合物存在于水果和蔬菜中，以其作为抗氧化、抗炎、心脏保护、癌症预防和神经保护剂的有益作用而闻名。
补充天然存在于茶中的表没食子儿茶素-3-没食子酸酯(epigallocatechin-3-gallate)2个月，对肥胖小鼠胆汁酸代谢和疣微菌科Verrucomicrobiaceae丰度均有影响，促进了A.muciniphila丰度的增加。在其他研究中，后者与有益的代谢作用有关。
此外，虽然也在动物模型中，但8周的多酚补充剂可防止饮食引起的肥胖和肠道炎症，这与Akkermansia的丰度增加有关。在健康、超重或肥胖的个体中，12周的白藜芦醇和表没食子儿茶素-3-没食子酸酯联合补充剂改善了男性的代谢参数并减少了拟杆菌门，但女性没有。
以上两项研究都表明存在性别特异性微生物反应，在评估干预反应时应考虑这一点。
总体而言，在饮食中添加膳食多酚似乎可以促进肠道和代谢健康，尽管仍然需要对人体研究的机制见解。
该领域的一项具有里程碑意义的研究表明，尽管餐后血糖反应的人际差异很大，但在机器学习算法的帮助下创建的个性化饮食（基于习惯性饮食、身体活动和肠道微生物群）可能会成功降低血糖反应和不良代谢健康，还有助于减肥。
研究测试在对不同类型面包的血糖反应中发现了显著的人际差异，并且这种血糖反应可以通过基线微生物组特征来预测。值得注意的是，这些研究主要基于他们对急性膳食挑战和短期干预的反应，而不是长期干预反应。
肠道微生物组的预测能力正变得越来越明显，特别是在检查纤维和粪便微生物群移植效果的研究中。在长期的肠道菌群检测经验实践中也证实，基线微生物特征是对饮食干预（例如，膳食纤维或复合蛋白质）的反应性的有趣生物标志物，也是个性化健康管理的应该纳入的指标基础。
总的来说，在评估饮食模式和常量营养素组成不同的饮食时，重要的是要同时考虑饮食成分的数量和质量，由于与宿主的微生物和代谢表型的不同相互作用，在整体饮食方法中要考虑到微量营养素和生物活性成分，如多酚。
对饮食干预的反应不仅取决于肠道微生物群的特征，还取决于饮食、生活方式和环境因素以及代谢表型等临床特征之间复杂的多因素相互作用。
JardonKM,etal.,Gut.2022
在饮食干预研究中通过最先进的方法进行详细的微生物和代谢表型分析至关重要。显然，鉴于复杂性，除了生活方式和环境因素的详细信息外，还需要详细的信息，包括出生方式、病史、药物使用情况（尤其是抗生素）、身体活动、心理压力和睡眠质量等。这也意味着需要先进的统计和建模方法来梳理不同因素的重要性。
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人体内有宏量营养素（脂肪，蛋白质和碳水化合物），还有微量营养素。虽然称为“微量”，但它很强大，是维持正常生理活动的必需品。
微量营养素的发现：
1912年，波兰生物化学家卡西米尔·芬克发现了第一种微量营养素。他开始假设我们的食物中一定有其他“必需营养素”是维持健康所必需的。他把这些神秘的化合物称为“vitalamines”，最终简称为“vitamins”（维生素）。
一百多年后，科学家们进行了大量的研究，列出了人体正常功能所需的近30种维生素和矿物质。饮食中哪怕只有一种微量营养素是缺乏的，其后果也可能是严重的。
对于每一种维生素或矿物质缺乏症，身体会迅速开始出现严重的功能失调。
例如，维生素A在维持机体正常的视力、基因表达、生殖、胚胎发育、生长和免疫功能等方面发挥着重要的作用。
维生素A缺乏可能会出现眼部疾病，儿童缺乏维生素A也会出现生长发育迟滞、血细胞生成障碍等问题。
<其他营养物质缺乏可详见本文末章节>
因此，在饮食中获取足够的必需微量营养素是维持健康的必要条件。
现代营养倡导“多样化”，食用各种类型的食物，以确保能够摄入身体所需的所有维生素和矿物质。
可能你吃到的大多数谷物，面包和其他加工谷物都已添加了各种B族维生素（和其他矿物质）。此外，很多人都会在饮食中加入水果，蔬菜，谷物和蛋白质等，尽可能地去满足大部分营养素所需的摄入量。
但问题来了，并不是你吃了什么就有什么，也得看身体的吸收能力。
有时候虽然吃的多，但并不代表消化系统已经为吸收做好了充分的准备。
为了更好地吸收营养，身体需要做好准备。这里涉及几个因素，例如健康的肠壁和肠道菌群，还取决于微量营养素的吸收方式和吸收位置。
消化过程：
消化系统的首要作用是摄取食物，并将其分解为更小，更有用的成分。
将食物放入嘴后立即开始第一步。当牙齿将食物粉碎成较小的碎片时，唾液腺开始分泌酶，其唯一目的是分解碳水化合物。
一旦被吞咽，食物就会进入食道并进入胃，暴露于强酸性胃液中，进一步降解碳水化合物，蛋白质和脂肪。
然后，消化后的食物被释放到小肠，接着，肝脏，胆囊和胰腺会分泌更多的消化酶，从而为营养吸收做好准备。
小肠
小肠由三个不同的部分组成：十二指肠、空肠和回肠。大部分的营养吸收过程都在这里。
小肠吸收了食物中的成分，包括单糖、氨基酸、脂肪酸，微量营养素。大部分维生素和矿物质会在小肠中被吸收，但每种维生素和矿物质都需要独特的机制才能穿过肠道细胞壁。
当消化后的食物通过小肠并经历吸收营养过程后，最终进入大肠，然后被排出。
大肠
大肠在消化中的作用相当直接。当食物的剩余成分进入大肠时，大部分营养物质已经被消化吸收了，它的主要功能是去除多余的水分和盐分，为排泄做好准备。残余物通常被分解成难以消化的残余物，如不易消化的纤维等。
现在我们知道这个领域有很多其他的关键功能。随着对肠道微生物群的更广泛了解，我们知道大多数肠道细菌在这一区域定居，吸收我们身体无法消化的东西，并将其分解，转化为对身体有益的许多必须营养素，从而给人体带来好处。
了解不同微量营养素的差异
了解不同类型的微量营养素之间的差异是改善吸收的一种方法。
例如有两类维生素：水溶性（各种维生素B和C）和脂溶性（如A、D、E和K）。
水溶性维生素需要水来运输。多喝水可以提高身体吸收和运输这些营养物质的能力。
脂溶性维生素需要脂肪来帮助吸收。改善脂肪转运的最好方法之一就是用脂溶性维生素丰富的食物来摄取健康的脂肪，确保身体能适当地吸收。
此外，水溶性维生素和矿物质都需要肠细胞内壁的特殊“转运体”来穿过细胞膜进入血液。功能越专业，保护性就越强。这种复杂而特殊的吸收过程确保只有正确的成分才能进入血液。
肠道菌群——营养吸收的低调英雄
微生物不仅有助于吸收营养，甚至可以提高必需营养素的水平。健康的肠道生态系统有助于维持肠道黏膜的完整。
为了真正优化吸收过程，身体需要健康的肠道细胞来吸收营养。
肠道菌群失衡可导致肠道细胞衰亡，破坏营养吸收。这大大降低了消化系统吸收修复和维持健康细胞所必需营养的能力。
虽然我们的饮食中含有维生素K，但实际上，人体每天所需维生素K的一半以上是由肠道中的细菌产生的。
如果你的肠道生态系统不平衡，缺乏某些菌群，可能导致身体缺乏某些维生素。
因此，调理改善肠道菌群是一种可行的方式。
当然，每个人对营养物质的需求是独一无二的。归根结底，这取决于你的身体运作方式，基于生活方式、饮食、个人需求，以及肠道健康状况等多方面因素。
了解饮食中的差距可能是改善营养吸收的第一步。另外，肠道菌群检测有助于对身体健康状况的把握，知道补充哪些营养素，有助于什么类型的菌群生长，结合自身的症状，有针对性地改善菌群，从而真正改善健康状况。
随着对肠道菌群，营养饮食的研究深入，现在越来越倾向于个性化的干预方式，更加精准地选择适合自己的营养素，而不是盲目补充维生素。
1.缺钙
麻木，手指发麻和心律异常
钙对于维持强壮的骨骼以及控制肌肉和神经功能非常重要。严重低钙的迹象包括麻木，手指刺痛和心律异常等。
日需求量
大多数成年人每天需要1000毫克（mg）的钙，而50岁以上的女性和70岁以上的男性则需要1200毫克。
补充钙
2.缺维生素D
疲劳，骨痛，情绪变化等
维生素D对骨骼健康至关重要，不过，维生素D缺乏的症状可能是模糊的，有可能出现疲劳、骨痛、情绪变化、肌肉疼痛、虚弱等。
维生素D长期缺乏会导致骨骼软化，还可能与癌症和自身免疫性疾病有关。
大多数成年人每天需要15微克（mcg）的维生素D，而70岁以上的成年人则需要20mcg。
补充维生素D
食物：牛奶或酸奶，金枪鱼等。
晒太阳：每周几次晒太阳，每次在10到30分钟内，对补充维生素D有帮助。
3.缺钾
肌肉无力，便秘，心律不齐等
钾可以帮助心脏、神经和肌肉正常工作，并在清除废物的同时向细胞输送营养物质。
此外，它还是一种有用的营养素，有助于抵消钠对血压的负面影响，对维持健康的血压很重要。
由于腹泻或呕吐；出汗过多；抗生素、泻药或利尿剂；过量饮酒；或肾脏疾病等慢性疾病，短期可能会出现低钾的情况。
缺乏的症状
包括肌肉无力、抽搐或痉挛；便秘；刺痛和麻木；以及心律异常或心悸。
香蕉、牛奶、南瓜、扁豆、芸豆和其他豆类。
4.缺铁
疲劳，呼吸急促，手脚冰冷，指甲脆等
铁是产生红细胞的必要物质，红细胞将氧气输送到全身。当铁含量过低时，可能会导致红细胞缺乏，从而导致贫血。
高风险的人群
包括经期妇女、成长中的人(如儿童和孕妇)和纯素食或半素食人群。
症状
包括虚弱和疲劳、呼吸短促、心跳加快、皮肤苍白、头痛、手脚冰冷、舌头肿痛、指甲脆裂以及对灰尘等奇怪事物的渴望。
刚开始的时候，这些症状可能很轻微，以至于你没有注意到有什么不对劲，但随着铁的储备越来越少，这些症状会变得更严重。
50岁以上的成年男女每天需要8毫克
50岁以下的成年女性每天需要18毫克
富含铁的食物
牛肉、牡蛎、豆类(尤其是利马、海军和芸豆)、扁豆和菠菜等。
5.缺维生素B12
麻木，疲劳，舌头肿胀等
维生素B12有助于红细胞和DNA的生成，还能改善神经递质功能。
半素食者和纯素食者可能特别容易缺乏维生素B12，因为植物不能产生维生素B12，而做过减肥手术的人也可能缺乏B12，因为手术后身体难以从食物中提取营养。
严重缺乏B12的症状
腿、手或脚麻木；行走和平衡方面的问题；贫血；疲劳；弱点；舌头肿胀发炎；记忆力差和思考困难，食欲不振。
成年人每天只需要：2.4微克（mcg）
怀孕或哺乳期需要更多：每天2.6至2.8mcg
富含维生素B12食物
牛肉、猪肉、鸡肉、鱼类、内脏类、蛋类、蛤类、牛奶乳酪等。
6.缺叶酸
疲劳，腹泻，舌苔光滑等
叶酸是一种B族维生素，对育龄女性尤其重要，叶酸支持健康的生长和功能，并能降低出生缺陷的风险，特别是那些涉及神经管(大脑和脊柱)的缺陷。
叶酸缺乏可能会使未出生婴儿的细胞总数和大红细胞数量减少，并导致神经管畸形。
叶酸缺乏的症状
包括疲劳、易怒、腹泻、生长缓慢和舌头光滑、触痛。
怀孕的女性应该确保她们每天摄入400微克的叶酸，此外还要食用含有叶酸的食物。
叶酸最好以补充剂的形式被人体吸收，其中85%是从补充剂中吸收的，50%是从食物中吸收的。
从食物中获取叶酸
可以选择强化谷物，豆类，花生，葵花籽，全谷类，鸡蛋，深色绿叶蔬菜等。
7.缺镁
食欲不振，恶心，疲劳等
镁有助于骨骼健康，能量生成。
虽然缺乏镁在健康人群中并不常见，但某些药物(包括一些抗生素和利尿剂)或慢病(如2型糖尿病和克罗恩病)可能会限制镁的吸收，也可能加速镁在体内的流失。
根据性别和年龄的不同，成年人需要310-420毫克镁。
镁缺乏症状
会导致食欲不振、恶心呕吐、疲劳，虚弱等。
在更严重的情况下，它也可能导致麻木和刺痛，肌肉痉挛或收缩，癫痫发作，心律失常，性格改变，或冠状动脉痉挛。
富含镁的食物
如杏仁、腰果、花生、菠菜、黑豆、毛豆等。
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