应该是在读过《控糖革命》之后，我开始有意识地增加膳食纤维摄入，因为提前食用富含膳食纤维的食物可以减缓血糖上升速度，而控糖的好处就不多言了。由于我不总是能严格控制饮食，精力稳定和体脂率下降的好处我倒是没怎么体验到，但我身体的另一个系统却因此变得异常强大，这是我始料未及的。
这个系统就是（因为标题已经出卖了我所以我在这里设置悬念也一点效果也没有了不过无论怎样我还是想要戏剧化地引入这个概念1）——消化系统。
1.
原谅我没有在这写标点符号，请你想象我是一口气非常快速地把前面这一段文字念出来的吧。 ↩︎
开始规律摄入较多膳食纤维之后，家中常备的肠胃相关的药品几乎没有被消耗过（其中有不少甚至过期了），而且我每次如厕都能在五分钟内解决，大部分时候是两分钟左右。我觉得我脱裤子和穿裤子的时间都比我坐在马桶上的时间长（不过主要原因是我的裤子都需要系松紧绳或者解皮带啦）。
另外一个原因是我增加膳食纤维摄入的方式是燕麦片（准确来说是未经加工的 Rolled oats，而不是加入了酸奶块、水果干和很多添加糖的普通包装燕麦），而燕麦对我来说难以下咽，所以我会拌无糖酸奶吃，而酸奶又是益生菌的良好来源。肠道菌群对消化系统也有着极大的益处，再加上酸奶本身黏稠的质地也使得它能附着在肠道壁上一段时间，能从物理层面抵御一些食物对消化系统的伤害。（据说鸡蛋羹也有类似的效果，原理可能类似蒙脱石散）
尽管可以肯定我身体的改变就是上述饮食改变带来的，但我还是好奇背后的原理，好奇和肠道有关的其他知识。然而，点到为止的科普是满足不了我的好奇心的，我想探究得更深一些；也出于对大众科普的怀疑态度，我决定亲自去读文献资料，所以就有了这篇文章。
那我们就开始吧。
笔者缺乏在营养学和医学等领域的相关知识，所以在解读一些文本时可能出现偏差，如有发现还请指正。此外，我的意见不构成医疗建议，如有相关的疾病困扰请咨询专业医师。
深究那些人们习以为常的名词向来是我很喜欢做的事情，这篇文章也不例外。首先要问的问题是：什么是纤维？什么又是膳食纤维？两者有何区别？
首先要确立的是，纤维（fiber）并不总是指代营养元素，比如光纤（optical fiber）是信号载体。根据 维基百科 的定义，纤维是「由连续或不连续的细丝组成的物质」，是对物质结构的描述，与功能无关。
纤维可以大体分为人造纤维和天然纤维，有趣的是，许多塑料（比如聚乙烯）就属于人造纤维中的聚合物纤维。天然纤维也不一定是能食用的，比如石棉就是一种矿物纤维，还有用于造纸和布料的植物纤维，以及由蛋白质组成的动物纤维，包括蛛网、蚕丝等等。
而膳食纤维（dietary fiber）的定义是…… 「无法被人类消化酶完全分解的植源性食物部分」。行，那此纤维和彼纤维为什么有一样的名字？这个「植源性食物部分」也是「由连续或不连续的细丝组成的」吗？为什么和「纤维」这个词联系起来？
最先使用膳食纤维一词的 Eben H. Hipsley 在 1953 发表的《 Dietary “Fibre” and Pregnancy Toxaemia 》一文给“Fibre”2一词打上了引号，意思是膳食纤维并非真正的纤维吗？
2.
Fibre 是 Fiber 的英式拼写方法，意思相同，下文会混用这两种拼法。 ↩︎
遗憾的是 Hipsley 本人并没有在文中解释选用 Fibre 一词背后的考量，不过我很快找到了另一篇学术文章，题为《 A Historical Perspective on Defining Dietary Fiber 》（定义膳食纤维的历史观），文中详细解释了从 Hipsley 开始再到后续有关膳食纤维的研究是如何逐渐拓宽对膳食纤维的定义的3。
3.
要是我在写《 猫头鹰化石 》的时候也能找到这么详实的资料就好了。 ↩︎
Hipsley 当时使用这个词是为了给「植物中不可被人类消化酶分解的食物成分」起个简单易用的别名，而那些成分几乎全都来自植物的细胞壁，也就是说植物细胞中的物质被分解后剩下了细胞壁中不可被分解的成分，这些成分的某些性质和组成超出了当时使用的「粗纤维测定法」所能测定的范围。原文如下：
The term“dietary fiber” was clearly an attempt to distinguish some property or constituent of the food above and beyond what was then being measured by the crude fiber method.
所谓的粗纤维（crude fiber）又是什么呢？我找到了一篇 有关粗纤维测定的标准文档 ，还有一篇 ScienceInsights 网站上的 科普文章 。大概是说，农业上，粗纤维一般指在生产操作环境下不溶于水且可燃的成分，化学上是指在实验室的酸和碱中沸煮后仍然保留的成分。
我的理解是，天然的植物本身就不是作为「动物的食物」而存在的，其中有不少不能直接提供营养的成分，以及植物自身维持生存的结构。粗纤维是物理性质上明显不像食物的成分，作为材料的植物性纤维中含量最多的物质4就是粗纤维的一种。根据 ScienceInsights 的 那篇文章 ，纤维素（cellulose）就是一种粗纤维（crude fiber），而粗纤维的概念不包括相当数量的其他纤维成分（significant share of other fiber components）——不过我想，这里说的「其他纤维成分」应该是在后来才被定义为「纤维」的。
搞明白粗纤维是什么了之后再解读那篇词源考古文献中的描述就比较好懂了，Hipsley 所说的「膳食“纤维”」主要就是粗纤维测定法能测定的那部分纤维物质，和如今人们认知的膳食纤维有所差异。
Some of the nondigestible polysaccharides were included because they were found to have the physiological actions attributed to dietary fiber but could not necessarily be chemically identified as having their origins in the cell wall. ( source )
后来人们把一些不可消化的多糖也包含在膳食纤维的定义内，因为这些多糖和膳食纤维具有的相似的生理学属性，尽管它们并不源自植物细胞壁。
至此，膳食纤维和纤维两个概念总算是明了了一些。纤维是很广泛的对结构的定义，往往在讨论材料时使用，而膳食纤维的概念与前者中的植物纤维有所重叠，膳食纤维也包含被用于生产纸张和布料的纤维素，后来，一些不是粗纤维、不源自植物细胞壁的其他与膳食纤维有相似性质的物质，也被归类为膳食纤维。不过无论是不是膳食纤维，植物纤维几乎都是糖组成的。
值得一提的是，膳食纤维有一部分是水溶性的，但常规意义上的纤维（包括粗纤维）是不溶的。总的来说，这是两个独立的概念，联系较小。
我知道，我知道，前面那一大段又臭又长的文本考究和主题几乎毫无关联，应该写在词源学研究系列里，所以还是让我赶快切入正题吧。
尽管膳食纤维不能被人的消化酶分解，但能够被肠道菌群降解，而且整个新陈代谢过程涉及到复杂的食物链，上层的细菌会把膳食纤维分解为某种形式，而下层的细菌会把这个形式分解为另一种形式。分解的方式大多是…… 发酵。
可溶和不可溶的膳食纤维会在肠道的不同地方被细菌代谢，可溶的纤维能够被发酵，而不可溶的纤维仅能被部分发酵。
The bacteria metabolized the soluble, fermentable dietary fiber in the ileum and the ascending colon and the insoluble and high viscosity fiber are partially fermented in the distal colon, where the density of the microbiome is higher and the motility is lower.
细菌在回肠和升结肠中代谢可溶性、可发酵膳食纤维，而不可溶及高粘度纤维则在远端结肠中被部分发酵，那里的微生物群密度更高且蠕动速度更慢。5
可溶性和不可溶性的膳食纤维在不同的地方被分解，处理后的形式也不尽相同，那这两种纤维对人来说是不是也具有不同的功能？
天然膳食纤维被肠道菌群食物链底端的细菌分解后的产物主要是氢气、二氧化碳和短链脂肪酸（SCFA），其中值得一提的是丙酸（propionate）。
Propionate is a precursor to gluconeogenesis and is absorbed and processed in the liver. As a result, liponeogenesis and cholesterol production is also inhibited. Therefore, propionate is proposed as a potential metabolite for preventing obesity and diabetes.
丙酸是糖异生的前体，被肝脏吸收和处理后，脂肪生成和胆固醇的产生也会受到抑制。因此，丙酸被认为是能潜在抑制肥胖和糖尿病的代谢物。
我之前只是以为膳食纤维在消化系统内形成的网状结构可以减缓糖的吸收速度，没想到它产生的代谢物能够抑制脂肪生成。丙酸以外还有乙酸和丁酸，它们具有调节免疫系统、控制血糖、调节胆固醇的作用，总之非常重要。
至于只被部分发酵的不可溶膳食纤维，它们的作用是增加…… 我读到这里的时候查了好一会儿，才知道 stool bowl 不是坐便器，而是粪便量…… 简单来说，不可溶的膳食纤维增加了粪便的水分和体积（这种纤维的结构类似矩阵，其中可以积累水分），也因此能减少排空肠道的时间。
Furthermore, the mechanism of action of insoluble dietary fiber is physical because it increases the stool bowl by increasing the degree of hydration and its volume (since insoluble dietary fibers are organized in the form of a matrix in which water accumulates) and intestinal emptying time decreases.
这就是多吃蔬菜拉屎更顺畅的原因了……
此外，还有对实验室小鼠进行的临床试验表明，高纤维饮食的小鼠体重增加比高淀粉饮食的小鼠更少，饮食中添加了丙酸和丁酸补剂的小鼠有更高的葡萄糖耐受量。摄入更多纤维或丙酸和丁酸的动物有更好的胰岛素耐受6。葡萄糖耐受和胰岛素耐受都和血糖相关，也证实了《控糖革命》中的观点，摄入更多的膳食纤维的确有助于控糖，至于丙酸和丁酸，别忘了它们是肠道菌群代谢膳食纤维后的产物。
看起来膳食纤维的诸多好处都是通过肠道菌群体现出来的，这也合理，毕竟人体本身是不能代谢纤维的。那么，可以设想，如果没有肠道菌群，或者肠道菌群的数量减少，胃肠道消化系统代谢纤维的能力就会减弱。可以联想，肠道菌群应该不仅以膳食纤维这一种物质为食，不同类型的菌群应该也能代谢其他类型的食物。这样一来，假使肠道菌群变少、多样性减弱，是不是人体的消化系统也会受损？反过来讲，如果努力提升肠道菌群的多样性，那么人能否获得超强的肠胃？
写到这里，我已经没有力气再读文献了（更何况我最近还在用空闲时间研究神经多样性相关话题，脑力属实有些耗尽了），所以我找到了我很喜欢的《碳基生物生存指南》这档播客，主播是生物学领域的专业人士，之前也做过一期 肠道菌群专题 ，引用了不少相关领域的参考文献，值得信任。
接下来的内容就允许我挑挑重点，总结这期播客里的内容吧。
播客前半部分的内容主要在讲解肠道微生物的来源，简单来说，从母亲的身体里出来的婴儿就已经有一定数量的肠道菌群了，甚至生产的方式也会影响肠道菌群的多样性（如果是剖腹产，婴儿接触到的就更多是母亲皮肤上的细菌）。肠道菌群有代际遗传，体现在国别上，就有日本人天生更容易消化海带类食物的案例，体现在个体上，就是一种难以跨过的制约条件——如果前几代的祖先饮食习惯不良，那么自己无论怎么改善饮食，肠道菌群多样性都无法超过那些天生拥有健康菌群的人。
播客表示肠道菌群越多样，一般认为更健康，反过来就是不健康。联想到日本人天生更擅长消化海带的例子，他们从出生起就获得了降解海藻类食物能力很强的肠道微生物，而其他国家的人不一定有这类微生物，消化海藻的能力就稍显逊色。简单来说，肠道菌群越多样，消化能力就越强。反过来的话，接受抗生素治疗的副作用是肠道菌群也会被无差别消灭，不少人在治疗期间和恢复期会经历拉肚子和其他的胃肠道问题。
我觉得很奇妙的知识是，肠道菌群对免疫系统也有正面影响。据称很多肠道细菌有「鞭毛」的结构，它们偶尔会用鞭毛戳一戳人体的免疫细胞，这个动作能激活不同的免疫通路，让免疫系统处于活跃、警觉的状态，也算混个眼熟，让免疫系统知道他们是一直住在这里的居民。无菌环境养不出健康的生命，也有这一部分的原因，慵懒的免疫系统更容易受到病原体侵害。
此外，肠道菌群还能释放几乎所有人类已知的神经递质，比如血清素、多巴胺、肾上腺素等等。可想而知，肠道菌群也会影响大脑和情绪。有研究把抑郁症患者的肠道菌群移植到实验室小鼠身上7，之后便观察到小鼠出现了与抑郁症类似的症状。调节肠道菌群的组成，某种程度上也能调节人体不同神经递质的水平，影响情绪——不过目前还没有深入的相关研究。
7.
有一个无关紧要但我必须写出来祸害别人的细节：「移植」的方式是把抑郁症患者的便便样本喂给老鼠吃…… ↩︎
为什么生活在人类肠道里的细菌对人体有这么多微妙的作用？答案就在谜面上，因为他们「生活在人体里」。人体已经与这些微生物形成了密不可分的共生关系，它们依赖人类摄入的膳食纤维和各种食物生存，为了保证家园和食物来源的稳固，演化出对人体有益的特质就是必然的了。
接着这一点延伸，为什么人体的肠道菌群以膳食纤维为食呢？从进化的角度思考，人类祖先的主要食物就是富含膳食纤维的水果，喜欢膳食纤维的菌落聚集在人类的肠道里，也就不难理解了。顺带一提，灵长类动物偏好水果的天性也被一些学者认为是人类高智商的原因，因为要在树林里荡来荡去收集果实，就必然发展出精准的视力，而视力其实是相当消耗大脑资源的（另一个说法是，人类视力发展是为了躲避毒蛇，详见《 有毒 》）。
要维持或者提升肠道菌群的多样性，根据前文已经提及的知识，不难猜到其中一个方法就是摄入更多的膳食纤维，因为膳食纤维就是肠道菌群的食物。相反，长期保持低纤维饮食会使得肠道菌群的多样性降低（当然还有因为不可溶膳食纤维摄入量减少而导致的排便困难）。
但仔细想想，仅仅是给细菌提供更多食物，可能对它们的生存和增殖有帮助，但对于引入更多类型的细菌，貌似没有直接关联。
事实也的确如此，根据一项 研究报告 ，提高饮食中的膳食纤维含量的确会让肠道菌群的功能有所提升，比如释放更多的短链脂肪酸（包括有抑制脂肪生成效果的丙酸），对肠道的生态多样性影响并不显著。
肠道菌群多样性得到提升的，是食用更多发酵食物的对照组，同时他们的炎症活动也降低了（我的理解是，皮肤也会因此变好？）。
这不难理解，发酵食物天然地含有很多微生物。比起超市里售卖的普通益生菌饮料，发酵食物含有更多类型的有益菌。人体肠道菌群的细菌种类，已知的有超过 5000 种，仅仅是增加一两种细菌，想必影响不大，但从发酵食物中获取大量在发酵过程中产生的（而非工业精准控制的）微生物，就相当于是把一大块菌落移植到了人体内。
所以，提升肠道微生物多样性的方式是食用更多的发酵食物，比如酸奶和泡菜，而保证维持多样性并保证这些微生物活跃的方式是摄入更多的膳食纤维。
喂喂喂，你的文章系列名字可是叫作《健康黑客》欸，怎么直到现在都只有「健康」而没有「黑客」啊？ ——如果我这个时候再说「人体本来就像一个庞大的计算机系统」「胃肠道消化系统是人体的一个功能模块」这样的话，读者大概不会买账的。
当黑客使用 Hack 这个词的时候，他们指的往往是「一种巧妙的解决问题的方式」，当然，一般是指算法设计和编程技巧。所谓的 Hack 之所以巧妙，不仅仅是因为它直击重点，还是因为它要命地优雅。
在这篇文章里，我讲述的知识仅仅是为了让我每天都能顺畅地拉屎，同时减少肠道疾病的发生，使得我不必在本身就有够多烦恼的生活里为便秘和腹泻担忧，另外对男同来说肠道健康也有特殊的意义，那么要达成这个目的，我们要直击的重点是：
看起来是三个用例，应该分开解决，可以创建 insoluble-fiber、soluble-fiber 以及 fermented-food 三个命名空间并编写相关实现，各自提供 (eat) 函数 。不过，每次都要创建三个对象实在是太麻烦了，既然是强相关的，而且往往要一起调用，那就用外观模式（Facade Pattern）吧。
(ns health.some-facade
(:require [health.insoluble-fiber :as ifiber]
[health.soluble-fiber :as sfiber]
[health.fermented-food :as ffood]))
(defn eat []
(ifiber/eat)
(sfiber/eat)
(ffood/eat))
接下来 Eval (some-facade/eat) 就可以了。或者你也可以看看用 Go 语言写的 OOP 风格实现。
type SomeFacade struct {
insolubleFiber InsolubleFiber
solubleFiber SolubleFiber
fermentedFood FermentedFood
}
func (facade *SomeFacade) Eat() {
facade.insolubleFiber.Eat()
facade.solubleFiber.Eat()
facade.fermentedFood.Eat()
}
这下只需要创建外观对象，然后 .Eat() 就好了！
所以 some-facade 究竟是什么呢？
实际上，上面的设计还有些架构缺陷，some-facade 最好是抽象接口，或者说 Clojure 里的 Protocol，并不是具体实现，这样就可以随时替换成不同类型的食物……
Anyway, I digress.
可溶性纤维对心脏和血液循环系统有益。它有助于降低血液中的胆固醇以及控制血糖水平。可溶性纤维存在于水果和蔬菜中。燕麦麸、燕麦、大麦、洋车前子和豆类也含有可溶性纤维。8
至于不可溶性纤维，正如我在看似像是废话的第一节里提到的，以粗纤维为代表的不可溶性纤维主要来自植物的细胞壁，基本上植物里都有。
接下来还有发酵食物，等等…… 燕麦似乎和某种发酵食物很搭来着？
当然是酸奶，实际上我已经在前言介绍过了，酸奶拌燕麦，就是发酵食物、可溶性纤维和不可溶性纤维的极佳组合。不过需要注意的是，市售的酸奶往往添加了很多糖，最好购买没有额外添加糖的老酸奶或者希腊酸奶（安慕希不是希腊酸奶，只是希腊风味……），也有一些特殊处理过的无糖酸奶，把酸奶剩余的乳糖也去掉了。
So, here’s the hack.
根据 中国居民膳食营养素参考摄入量 ，成人膳食纤维适宜摄入量为 25 g 到 30 g 每天。每 100 g 燕麦中约含有 10.6 g 膳食纤维，不过凭个人经验讲，100 g 燕麦其实不少，如果当作零食吃的话有点勉强，50~100 g 差不多。
我还会加入一些奇亚籽（含有植物源 Omega-3，同时也有很多纤维）和制成粉末的羽衣甘蓝，不过这两个的量就比燕麦和酸奶少很多了，主要是增加口感，也让外观上看起来愉悦一些。我有些时候也会把羽衣甘蓝粉换成巴西莓粉，同时再加入蓝莓，增加来自水果的膳食纤维。
餐厅和外卖里的蔬菜真的很少，现代人摄入的膳食纤维是远远不够的。除非自己做饭，我很少能体会到肚子里有大量膳食纤维带来的饱腹感和奇妙的舒适感，以及稍后顺畅的排便。如果条件不允许，每天吃一杯隔夜燕麦（也就是用酸奶把燕麦泡软，在冰箱里放一晚上的做法）是我维持肠道健康的方式。
就这样吧，很愉快的一次探索，接下来要写的是：神经多样性（Neurodiversity）。那么，回见！
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