益生元(prebiotics)是一種幫助益生菌生長的營養物質，過去我們介紹了益生菌(Probiotics)以及後生元(Postbiotics)的功能，但是並無說明益生元的影響。而Nicolucci, A. C等人在2017年的胃腸病學 (Gastroenterology)期刊發表了一篇用雙盲的益生元膳食補充劑給予超重以及肥胖兒童的研究，以證實益生元對肥胖兒童的影響。
圖1. 益生元在肥胖兒童的益處。
實驗對象
實驗在加拿大卡爾加里大學進行，參加對象為 7-12 歲超重或肥胖（> 85% 的體重指數）的兒童，但在其他方面是健康的。總共有 42 名受試者同意參與研究，其中 22 名兒童隨機分配至益生元組，20名隨機分配至安慰劑組。而有 4 名受試者因個人原因退出。因此，最後共有 38 名兒童（益生元組 20 名和對照組 18 名）完成了研究（90%完成）。各組之間的基礎特徵沒有顯著差異。參加者81.8%是白人，18.2% 被歸類為“其他”（以黑人和西班牙裔為代表）。
實驗方法
參與者被隨機分配到給予富含低聚果糖的菊粉（OI ，Synergy1，做為一種益生元的膳食纖維；8 克/13.2 大卡/天；n=22）或等熱量劑量的麥芽糊精安慰劑 (3.3 克/天)。麥芽糊精的味道和外觀與 Synergy1 相似，之前已用於益生元試驗。益生元和安慰劑作為粉末食用，並以預先稱重的單獨包裝提供給參與者。
益生元OI為Synergy1，自BENEO GmbH, Mannheim, Germany購買。Synergy1是一種綜合長鏈inulin(菊糖，來自菊苣根萃取之機能型多醣)和短鏈oligofructose(果寡糖)，含兩種聚合度的特殊膳食纖維。可讓腸道前端的益生菌以短鏈進行快速發酵，後端的益生菌以長鏈進行慢速發酵。
參與者及其父母被指示在提供的可重複使用的水瓶中將一整包粉末溶解在 250 毫升水中。指示他們在前兩週服用一半的劑量，以促進適應並減輕胃腸道症狀，以及剩餘 14 週的全劑量(共16週)，即晚餐前 15-20 分鐘。返還空包裝進行統計以符合規定。實驗的目標是獨立於任何其他生活方式的改變來檢查益生元補充劑的效果；因此，受試者可以購買自己喜歡的食物，並舒服地吃到飽，保持他們通常的身體活動水平。在研究結束時則進行了一次非正式訪談，以評估受試者及其父母在整個研究過程中是否仍然不知情。
脂肪重量和減輕的體重使用雙能 X 射線吸收測定法測量。在一開始以及此後每 4 週測量身高、體重和腰圍。在一開始和 16 週收集血液樣本，分析血脂、細胞因子、脂多醣和胰島素。以及一開始和 16 週收集糞便樣本；使用高效液相色譜分析膽汁酸，並通過16S rRNA測序和定量聚合酶鏈反應分析微生物群的組成。主要結果是體脂百分比從實驗開始到 16 週的變化。
實驗結果
16 週後，與服用安慰劑的兒童相比，攝食 OI 的兒童體重 z 值（下降 3.1%）、體脂百分比（下降 2.4%）和軀幹脂肪百分比（下降 3.8%）顯著下降（分別增加 0.5%、增加 0.05% 和減少 0.3%）。與安慰劑組（增加 25%）相比，服用 OI 的兒童的IL- 6 水平也顯著降低（減少 15%）。OI 組的血清甘油三酯顯著降低（降低 19%）。定量聚合酶鏈反應(QPCR)顯示雙歧桿菌屬顯著增加。OI 組與對照組相比。16S rRNA 測序顯示雙歧桿菌屬物種顯著增加， OI 組中普通擬桿菌則減少。在糞便樣本中，在 16 週的研究期間，安慰劑組的初級膽汁酸水平增加(進食或肝損傷指標)，但 OI 組沒有增加。
結論
從結果來看，在這項以安慰劑對照的隨機實驗中，益生元 (OI ，Synergy1) 可以選擇性地改變腸道微生物群，並顯著降低超重或肥胖症的功能。值得注意的是，肥胖兒童的體重增加與安慰劑組相比有顯著減少，雖然體重絕對值依然上升(OI組：58.5 ± 3.1→59.6 ± 3.1；增加1.1 ± 0.4公斤，安慰劑組：59.6 ± 4.5→62.2 ± 4.8；增加2.6 ± 0.4公斤)。另外雙歧桿菌( Bifidobacterium)以外的細菌群落組成發生了顯著變化。
因此，補充 OI 改善了超重/肥胖兒童的肥胖結果。更重要的是與安慰劑相比，OI 誘導了特定的腸道細菌變化。這項研究奠定了代謝和微生物發現在兒科進行更大規模的人體試驗基礎。益生元價格低廉且為非侵入性，因此是對超重和肥胖兒童合理的膳食建議。
參考文獻
Nicolucci, A. C., Hume, M. P., Martínez, I., Mayengbam, S., Walter, J., & Reimer, R. A. (2017). Prebiotics reduce body fat and alter intestinal microbiota in children who are overweight or with obesity. Gastroenterology, 153(3), 711-722.
