生命早期接触大豆对骨骼发育和肠道菌群影响的研究

在生长期结束时达到的峰值骨量在生命后期发生骨质疏松性骨折的风险中起着关键作用。 预计峰值骨量增加 10% 可将骨质疏松症的发展延迟 13 年。 峰值骨量的决定因素包括占骨量高达 75% 的遗传（如性别和种族）和占其余 25% 的生活方式因素（如饮食和体育活动）。 生活方式因素在优化生长过程中的骨质增生中起着重要作用，例如，饮食中的钙被证明可以预测青春期骨骼中 10-15% 的钙保留，而运动可以通过增强骨骼几何形状来增强饮食中钙的作用。

最近的研究表明，肠道微生物群是骨量的关键调节因子。 实验研究表明，在无菌小鼠和用抗生素治疗的小鼠中，肠道微生物群的消融会改变骨矿物质密度 (BMD)。 此外，在出生时或断奶时给予抗生素对 20 周龄的雌性 C57BL/6 小鼠的 BMD 产生更持久的影响，但对雄性小鼠没有影响。 这一发现表明，在关键的发育窗口改变微生物群会对骨骼健康产生长期影响。 事实上，据信人类肠道微生物群的建立从出生开始，来自母亲的细菌会立即在新生儿的胃肠道 (GI) 中定殖，直到其在出生后的 3 年内稳定为成人样结构出生。 在这个关键时期，肠道菌群的发育可能会受到不同环境因素的影响，包括母乳喂养、饮食和抗生素治疗。 因此，在关键发育时期建立最佳肠道微生物群是增强骨骼健康的潜在手段。

据报道，肠道微生物群的组成会因动物性饮食、地中海饮食以及不同的饮食因素（如膳食/益生元纤维和益生菌）而改变。 例如，低聚半乳糖是一种益生元纤维，可以增加胃肠道中双歧杆菌的比例，增加短链脂肪酸（SCFAs）和降低盲肠pH值，从而增加矿物质吸收、骨骼生物力学强度以及生长男性的BMD老鼠。 同样，益生菌鼠李糖乳杆菌 GG 被证明可以降低肠道通透性，减少肠道和骨髓炎症，并完全防止性类固醇缺乏相关的骨质流失。 肠道微生物群组成的差异也被认为导致了人产生雌马酚的能力的差异，雌马酚是一种由大豆异黄酮中的细菌代谢的非甾体雌激素，它解释了大豆在骨骼中的雌激素作用。 这种差异可能解释了大豆异黄酮在亚洲而非西方人群中防止骨质流失的有效性。 健康婴儿产生牛尿酚的能力被发现受发育调节并受饮食成分影响，其中在 6 个月大的婴儿血浆中只能检测到痕量的牛尿酚，这可能是由于缺乏发达的肠道菌群。 随后的研究表明习惯性饮食对促进牛尿酚生产的重要性，其中生产牛尿酚的人似乎比不生产牛尿酚的人摄入更多的碳水化合物和膳食纤维、大豆和植物蛋白，而摄入的脂肪更少。 因此，确定可以优化肠道微生物群发育和雌马酚产生以优化骨骼健康的饮食因素非常重要。

据报道，含大豆的饮食是生命早期优化骨骼获取的饮食因素。 研究发现，早年接触大豆可以促进骨骼生长，新生儿服用大豆异黄酮可以减轻成年期的骨骼退化。 然而，这些研究中大豆成分对肠道微生物群的影响并未得到表征，并且尚不清楚这些骨吸收效应是否与大豆对肠道微生物群组成的作用有关。 此外，应该指出的是，不同的大豆制剂被用于不同的临床前和临床研究，包括大豆异黄酮提取物或纯化化合物（染料木黄酮和黄豆苷元）、含有异黄酮的大豆分离蛋白、全豆制品（豆浆和其他豆制品）。 大豆制剂的差异可能对肠道菌群产生不同的影响，从而对骨骼产生不同的影响。 事实上，大豆除了是蛋白质和异黄酮的膳食来源外，还富含纤维（多糖和低聚糖）。 据报道，大豆低聚糖 (SBOS) 会增加人类粪便样本中双歧杆菌的数量。 此外，大豆中的可溶性纤维可以被结肠细菌发酵，导致形成短链脂肪酸，从而可能对骨骼产生有益影响。 因此，重要的是要确定在生命早期接触大豆的哪些膳食成分（大豆纤维或大豆异黄酮）将实现最佳的骨骼获取和肠道微生物群。

通过膳食大豆改变生命早期肠道微生物群的组成似乎是促进骨骼生长的有前途的方法。 然而，在制定使用大豆优化骨骼生长的任何饮食建议之前，需要更多的研究来解决以下问题：微生物群和骨骼生长？ 大豆中的哪种成分（纤维或异黄酮，或两者）通过调节肠道微生物组对骨骼生长产生更好的影响？ 大豆改变的哪些微生物与最佳骨骼生长有关？ 哪些生物标志物/代谢物（短链脂肪酸、雌马酚或新型代谢物）可以解释大豆暴露后的最佳骨骼生长？