阿尔茨海默病（AD）是一种与年龄相关的神经退行性疾病，预计到2050年，全球AD患者数量将攀升至1.52亿。AD发生机制复杂，除了β-淀粉样蛋白（Aβ）沉积和Tau蛋白过度磷酸化外，其它包括神经炎症、氧化应激、生物金属稳态失衡、谷氨酸代谢失衡、胰岛素抵抗、肠道菌群异常、胆固醇稳态失衡、线粒体功能障碍、自噬异常等多种因素也可能参与其中。目前通过药物手段也只能暂时缓解症状，无法从根本上阻止或延缓神经元的持续衰退。

研究表明，AD相关的生理变化早在认知功能出现明显改变前数十年就开始显现，提示预防性干预策略可能有助于降低人们患AD的风险。此外，流行病学证据表明，饮食和生活方式等长期因素与认知健康之间存在很强的相关性。随机对照试验（RCT）发现，类地中海饮食对认知正常成年人的大脑健康和记忆力有有益影响，而类西方饮食则有负面影响。横断面研究也发现，摄入充足的膳食纤维可以预防认知能力下降，且膳食纤维摄入量与特定认知领域之间存在显著的“J”形关系。膳食纤维可以通过调节肠道菌群，抑制氧化应激和神经炎症，改善代谢健康，在维护大脑健康和延缓认知衰退方面发挥关键作用。

肠-脑轴，也被称为微生物-肠-脑轴，是一个复杂且动态的双向通讯网络。这个错综复杂的通讯系统主要通过代谢、免疫、内分泌和神经通路传递信息。肠道菌群位于该轴的中心，发挥着重要的调节作用。

本综述总结现有膳食纤维摄入与AD认知功能的相关文献，阐明以肠道菌群为核心的肠-脑轴介导的潜在分子机制，整合从肠道微环境改变到中枢神经系统生理功能的完整证据链，为未来食品产业开发以认知健康为导向的功能性食品提供理论支持，并为食品原料创新、配方优化以及益生元协同应用等方面的探索提供新的思路，从而推动健康老龄化和大脑健康领域的食品的研发与市场拓展。

1 AD患者的肠道菌群的改变

AD的发生发展伴随着特征性的肠道菌群失调，主要表现为微生物多样性降低和特定菌群丰度改变。肠道中具有抗炎特性和产生有益代谢物能力的菌属丰度降低，而具有促炎潜力的菌属丰度增加。肠道微生物组不仅可以作为静态的诊断标记，还可以作为跟踪疾病严重程度的动态生物标记，从而可能在出现显著认知症状之前，提供一种非侵入性的早期风险评估和分期工具。

2 膳食纤维对AD的影响

研究发现，富含膳食纤维的饮食模式，如地中海饮食（MeDi）、预防高血压的饮食（DASH）和延缓神经退行性变的地中海-DASH干预饮食（MIND），与更好的认知表现、更慢的认知衰退速度和更低的AD患病风险显著相关。

膳食纤维可以选择性地促进有益菌的生长，而膳食纤维摄入不足则会导致肠道菌群失调（表2）。膳食纤维缺乏可能使发酵膳食纤维的厚壁菌门和有益的乳杆菌属的丰度降低，与炎症和肠道环境不稳定密切相关的变形菌门和脱硫弧菌属丰度上升。

膳食纤维，特别是益生元类的SDF，可以改善认知功能并影响AD病理。表3系统地总结了膳食纤维干预对认知功能和AD病理影响的关键试验证据，证明这些发现在不同模型、纤维类型和结果测量中的具有可重复性。

3 膳食纤维改善AD的机制

3.1 代谢物的调节

膳食纤维干预可它同时增加有益代谢物（如短链脂肪酸）的含量，减少有害代谢物（如脂多糖和喹啉酸）的含量（图2）。

3.1.1 短链脂肪酸（SCFAs）

膳食纤维主要通过优化菌群组成和促进SCFAs生成，来修复和强化肠道屏障。此外，SCFAs还能通过内皮细胞上的单羧酸转运蛋白穿越血脑屏障（BBB），抑制炎症相关通路，从而调节BBB的完整性。SCFAs还是调节神经炎症和神经胶质细胞功能的关键分子。SCFAs可以直接作用于这些细胞，抑制其促炎反应。SCFAs还可能直接或间接影响Aβ和Tau的核心病理。

3.1.2 色氨酸

色氨酸（TRP）主要通过3种途径代谢：产生吲哚衍生物的肠道菌群途径、血清素（5-HT）途径和犬尿氨酸（Kyn）途径。超过95%的色氨酸通过犬尿氨酸途径分解代谢，最终产生具有神经保护作用的代谢物犬尿喹啉酸（KYNA）或神经毒性的QA。在AD病理状态下，色氨酸优先被代谢为QA。这会导致KYNA/QA比例失衡，并加剧神经退行性进程。富含膳食纤维的饮食能够通过促进有益菌增值并抑制促炎菌的活性，从而降低全身和中枢炎症水平。这可能使色氨酸的代谢平衡重新导向生成神经保护性代谢物，从而减少神经毒性产物的积累并改善认知功能。

3.1.3 胆汁酸

肝脏合成的初级胆汁酸（BA）被肠道菌群代谢为次级胆汁酸，这2种物质都可以穿过血脑屏障进入大脑。次级胆汁酸可以调节全身的新陈代谢和炎症。虽然膳食纤维不直接与胆汁酸相互作用，但它重塑了负责胆汁酸代谢的微生物群落，间接纠正了在AD中观察到的病理性胆汁酸信号失调。

3.1.4 脂多糖（LPS）和其它内毒素

膳食纤维的核心作用是防止和减少促炎性LPS从肠道渗漏到血液循环中，从而削弱神经炎症的关键分子驱动因素。

膳食纤维不仅通过恢复多个相互作用的代谢系统的稳态来改善AD，而且还通过调节免疫、内分泌和神经通路来增强认知并缓解AD的病理进展。该过程在图3中进行了说明。

3.2 免疫通路调控

膳食纤维通过增加SCFAs的产生来减轻全身炎症，可强化肠道屏障和BBB，防止LPS等促炎因子泄露到全身。同时，膳食纤维还通过促进Treg增殖来恢复免疫稳态，从而营造抗炎免疫环境。这些机制共同减少神经炎症并改善认知功能。

3.3 内分泌通路调控

肠道不仅是消化器官，也是一个巨大的内分泌器官。膳食纤维及其微生物代谢产物可以刺激肠内分泌细胞，使其释放多种具有神经调节和神经保护作用的激素。

3.4 迷走神经通路调控

膳食纤维能够通过调节肠道菌群及其代谢产物，刺激肠道神经释放信号肽。这些信号随后通过迷走神经传递至脑干，并整合到中枢自主神经网络中，最终影响大脑功能并改善神经炎症。

4 结论

膳食纤维，尤其是其中可被肠道菌群发酵的低聚糖等SDF，是一种安全易得的膳食成分，在维护认知健康和应对年龄相关的认知衰退方面具有巨大潜力。本文系统地阐明了膳食纤维通过肠脑轴在大脑健康方面的关键作用及其复杂的分子机制。膳食纤维的神经保护作用并非源于单一机制，而是一个系统性、多途径的协同过程。具体而言，膳食纤维能够促进肠道中产SCFAs的菌群增值，从而提高SCFAs水平。这反过来又能调节色氨酸和胆汁酸等关键代谢物的平衡，并增强肠道屏障完整性。这有效减少了LPS等内毒素进入体循环，从而减轻全身炎症和中枢神经系统的炎症反应。同时，SCFAs等代谢物可以穿过BBB，直接抑制促炎性小胶质细胞活化，并通过抑制HDAC来上调神经营养因子的表达。此外，膳食纤维的干预还涉及免疫、内分泌和神经通路，包括诱导Treg细胞分化和扩增、促进GLP-1等神经保护类激素的分泌，以及通过迷走神经通路调节肠-脑通讯。这些相互关联的机制共同作用，最终改善认知功能并减缓AD的进展。

5 展望

虽然膳食纤维展现出巨大的潜力，但目前大部分令人信服的证据主要来自动物模型研究。因此，迫切需要开展更多大规模、长期且设计严谨的人体营养研究。此类研究对于阐明膳食纤维在认知健康方面的作用，以及确定不同剂量和纤维种类对相关结果的影响至关重要。此外，推动这些研究成果向食品应用转化的关键是确定能够反映认知健康状态、并评估个体对饮食策略响应的微生物或代谢生物标志物。在此基础上，合生元，也就是益生元类SDF和益生菌的组合，有望实现针对AD特异性肠道菌群失调的更精准、更高效的调节。

综上所述，膳食纤维干预通过肠道菌群调节肠-脑轴功能，为改善认知衰退提供了一条充满希望的新途径。随着研究的深入，基于膳食与肠道微生物的营养策略，将成为未来支持健康老龄化和维护认知功能综合方案中的重要一环，并为食品产业的创新研发开辟新的机遇。

原文链接：https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=Jz5IuRg0t00624Es9WFlhnWZniOx2HXXbFjfdHRiWCinOKni5i8SSxr5jcgg281ooyHiyfsZnM8WhFb5ckcO7UwkeaW0aGVo_y36fya7fPJp5ZjBRYBbCe81WxkHoOFg2iZoQxlnqKJZrdhWC1d_lKo0hHVqfBFszKE1C-UAXSJ2Ug0rrOAVvw==&uniplatform=NZKPT&language=CHS