食物进入肠道后被转换成各种营养成分，不同的食物营养成分也不一样，它们影响着人类自身的健康状况和肠道微生物组成。我们的“肠脑”实际上是非常聪明的，它自己会兢兢业业，一丝不苟地连续监控着进入肠道内的营养物质，不放过任何可疑分子。为了达到这个目的，肠道内实际上密布了多种感受器，这些感受器与内分泌系统、神经系统、免疫系统和肠道的非免疫防御系统等密切配合形成了严密的监控网络，监控着进入肠道的任何物质。
在这个严密的监控网络中，肠道微生物可能发挥了主要作用。密布在肠道中的大量微生物就像“肠脑”派出的“监视员”一样，时时刻刻监控着进入肠道中的一切物质，监测哪种营养物质缺乏，哪种不该有的物质进入了肠道，并且准确地计算出进入人体的数量和人体需要的数量，一旦有什么异常情况，它们会立即上报“肠脑”，“肠脑”收到信号后就会做出相应的调整，或者让我们赶紧吃点东西，或者让我们在酸奶和烤肉中选择一个，又或者让我们立即呕吐或者腹泻。
肠道菌群知道你缺少什么营养？
2017年，澳大利亚查尔斯帕金斯中心和生命与环境科学学院的研究人员做了一系列非常有意思的研究，他们发现肠道微生物的改变会改变果蝇对微生物和营养物质的偏好性，从而改变果蝇的行为。
一开始，他们先给A组果蝇喂食全营养的食物（含有所有必需氨基酸的糖水），给B组果蝇喂食缺乏某一种营养物质的糖水（缺乏某一种果蝇自身无法合成的必需氨基酸），给C组果蝇喂食缺乏不同营养物质的糖水（逐个去除不同必需氨基酸）。让这三组果蝇自由采食72小时后，把它们放进只含有糖水和富含蛋白质的酵母组成的“营养餐”前，看它们倾向于选择哪种食物。结果发现，缺乏必需氨基酸的B组和C组果蝇都倾向于吃含有酵母的“营养餐”来弥补自身营养物质的缺失。这就说明，果蝇实际上非常清楚地知道它们体内缺乏什么营养物质。
果蝇们是如何做到的呢？他们又做了一个实验，这次，他们在果蝇的饮食中加入了五种果蝇消化道中常见的细菌（植物乳杆菌、短乳杆菌、番茄醋杆菌、共生肠杆菌和粪肠球菌）。结果发现，补充了肠道微生物后，这些果蝇不再选择吃“营养餐”了。但是，不选择“营养餐”不代表它们体内缺少的必需氨基酸补上来了，实际上，这些果蝇体内缺少的氨基酸含量还是很低，但这丝毫不影响它们的生存和繁衍。理论上，果蝇体内必需氨基酸的缺乏会抑制细胞的生长和分裂，影响它们的生殖。有了这些肠道微生物之后，果蝇们似乎不在乎身体是不是缺乏营养。他们猜测，肠道中的微生物并不仅仅简单地通过合成缺失的氨基酸来给果蝇补充营养，它们可能产生了新的营养物质，不用再合成必需氨基酸，而是直接合成果蝇最需要的活性物质，从而帮助果蝇维持正常的生存和繁衍。
他们进一步发现，当把果蝇的肠道微生物全部杀死，然后给它们分别饲喂糖水或加了上述五种肠道细菌的糖水（给果蝇饲喂含有不同成分的液滴，让它们自由地吃1小时，然后，测量果蝇食用的液滴的数量）。结果发现，大部分果蝇都选择喝含有肠道细菌的糖水。为了研究究竟哪种细菌对果蝇最有吸引力，他们分别单独把某一个细菌加入到糖水中，再看果蝇的选择，结果发现在五种肠道细菌中有两种细菌对果蝇食欲的影响最为明显：醋酸杆菌和乳酸杆菌。如果单独给果蝇增加这两种细菌，就可以观察到果蝇对“营养餐”的摄入明显减少，同时对糖的摄入量明显增加。
动物生育也依赖肠道菌群？
更有意思的是，5种肠道细菌的加入不仅维持了果蝇的正常生存，还明显提高了果蝇的产卵数量，改善了果蝇的生殖能力。即使食物中仍然营养不足，缺乏必需氨基酸，添加了肠道细菌的果蝇产卵数量却增加了50%~100%。这个研究也许能够给我们一定的启示，处于孕产期的妇女，即使饮食不正常，孕吐反应强烈，摄入营养物质不足可能也不用担心，只要肠道微生物足够，肠道中有特定的微生物存在就不用担心后代的健康。在对孕妇不同时期肠道微生物组成的研究中，我们也发现，从怀孕开始，孕妇肠道微生物的组成就会发生变化，菌群多样性急剧增加，等到孩子出生后，多样性开始恢复正常。孕妇肠道菌群的动态变化可能就是为了满足“造人”过程中对各种各样的“物料”和能量的需求。所以，只要肠道微生物存在，动物就能顺利完成生育过程，这是微生物与人体共生的完美体现。
当然，这只是动物研究，可能并不适用于人类，但至少存在这种可能。我记得我妈说她怀我时，孕期反应非常强烈，天天吃不下东西，实在饿了就吃个鸡蛋，其他都不吃，而我出生时还是非常健康的。在我国困难时期，食品匮乏，很多人吃不饱饭，更别提吃得营养均衡了，那时候出生的孩子也不少，而且大都挺健康的。肠道和饮食行为之间的关系以及它们之间的信息沟通途径可以为未来人类的疾病治疗，甚至后代繁衍提供新思路。
“专菌专用”，一种营养一种菌？
前面的研究已经发现，醋酸杆菌和乳酸杆菌对果蝇食欲的影响最为明显。但是，这两种菌只对某几种氨基酸有作用，对非必需氨基酸酪氨酸没有影响。有人把果蝇体内一种合成酪氨酸的酶敲除掉，让它不能合成酪氨酸，这就使得果蝇必须从食物中获取酪氨酸。当给这种不能合成酪氨酸的果蝇补充醋酸杆菌和乳酸杆菌后，他们发现这两种菌的加入并没有影响这些果蝇对酪氨酸的摄入。这说明肠道细菌已经演化到与宿主配合得“天衣无缝”的程度，已经做到了“专菌专用”，肠道细菌只能调控某些必需氨基酸的摄入，对非必需氨基酸，它们不负担任何责任。
有一个问题非常值得我们思考，人类为什么或者如何失去了合成这些必需氨基酸的能力？作为最高等的动物，人类只保留了两万多个基因，而肠道微生物编码了数百万个基因，也许正是人类和微生物互惠互利的共同演化和“共生”过程弥补了人体自身营养物质合成的不足。人类的高明之处就是能够以最简单、高效的方式完成自己最重要的使命，通过借力，通过合作能够完美解决的问题就不自己来完成。人类无须再依赖自身产生这些营养物质，借助共生微生物，即使缺乏一些营养物质，人类也能正常生存和繁衍后代。如此看来，人类懂得借力和合作，确实称得上最聪明的动物。
肠道细菌在幼年时就能影响宿主未来的食物偏好
2017年，研究人员发现，用前面提到的醋酸杆菌和乳酸杆菌这两种菌分别与果蝇的卵密切接触，同时与未加处理和用消毒水冲洗后的无菌果蝇卵对比，来看孵化成幼虫后，这些果蝇的食物偏好。结果发现，接触过醋酸杆菌的卵，孵化的幼虫更喜欢含有醋酸杆菌的食物。同样，接种过乳酸杆菌的卵孵化的幼虫会聚集在掺有该细菌的食物附近。来自正常的没用任何处理的卵的幼虫（含有母体来源的醋酸杆菌和乳酸杆菌）更偏好含有上述两种细菌的食物。相反，无菌处理的果蝇幼虫在孵化后没有表现出食物偏好，对这两种菌并不感兴趣。
这就证明了，孕期或幼年期接触的微生物不同，长大后的食物偏好也会不一样。在人类中也有类似的现象，有研究发现，孕期妈妈的食物选择会影响孩子出生和成年后的食物偏好。这就很容易理解，无论身处何方，人们最怀念的还是小时候妈妈做的饭的味道，小时候形成的食物偏好可能会持续一辈子，这一切可能都是受从小接触的微生物以及肠道微生物组成影响的。
另外的实验表明，果蝇对食物的选择是基于嗅觉的，肠道细菌可能是通过影响果蝇的嗅觉来引导果蝇的食物选择行为，在没有微生物存在的情况下，嗅觉引导的食物选择反应就会被改变。换句话说，就是微生物通过影响嗅觉参与了果蝇的食物选择。
不同肠道微生物偏好不同食物
但是，新的问题来了，果蝇是如何选择自己最需要的食物的，是如何平衡蛋白质、脂肪和碳水化合物等不同营养的需求的？
研究人员进一步发现，肠道中不同的细菌会控制果蝇对不同食物的选择。肠道微生物正常的果蝇，更喜欢蛋白质与碳水化合物比例均衡的饮食。然而，当给果蝇使用醋酸杆菌或乳酸杆菌单独某一菌株时，它们的行为会发生明显的不同。那些定殖了醋酸杆菌的果蝇非常厌恶富含蛋白质的饮食，而定殖了乳酸杆菌的果蝇则倾向于富含碳水化合物的饮食。当把两份醋酸杆菌和一份乳酸杆菌的混合物接种果蝇时，果蝇变得跟醋酸杆菌一样，更偏好富含蛋白质的非健康饮食了。
这个研究表明，不同肠道微生物偏好不同的食物，均衡的肠道微生物组成也应该偏好营养均衡的食物。也许，我们人类的食物选择过程代表了我们体内细菌的代谢和营养需求，我们吃得健康与否，很大程度上与我们体内的肠道微生物的健康和均衡与否，我们吃的食物和我们肚子里的微生物组成存在密切联系。
选择合适的营养物质对于不同物种的健康至关重要，无论是人类自身还是体内的微生物。然而，我们已经很难区分对于食物如何选择的决定是来自我们自身还是体内的肠道微生物了。
不管怎样，饮食中的蛋白质非常重要，它不仅是细菌细胞的主要成分，也是人体细胞合成的主要营养，必需氨基酸和人体共生细菌的协同行动共同控制着人类的食物选择。饮食中缺乏任何单一的必需氨基酸就足以引发人的食欲，让人更多的偏向富含必需氨基酸的食物。虽然，摄入蛋白质和氨基酸对动物是必不可少的，但过量摄入也不利于健康。因此，许多动物会对这些关键营养素的摄入进行精确控制，而有控制权的可能是肠道微生物。
当你控制不住自己想要吃肉时，可能正是你或者你体内的微生物摄入必需氨基酸不足，你需要多吃点肉来弥补必需氨基酸的不足。但是，这种需求也可能是人体或肠道微生物发出的错误信号。当正常的食欲控制过程出现错乱时，就会引起不正常的食欲，肠道微生物的需求和人体的需求有可能不一致。这时候是听肠道微生物的，还是听人体的呢？还真说不好。当我们使用抗生素等药物，压力过大或暴饮暴食后，就可能引起肠道微生物的组成发生巨大变化，原有的微生物平衡被打破，一些喜好吃肉的细菌开始疯涨，告诉人体吃更多肉，然而，实际上人体可能根本不需要这么多的肉。这就造成了错误的信号，人的食物需求也就乱了，时间长了，人体摄入营养不均衡，生病也就在所难免了。
善待“人体的营养师”——肠道微生物会让你更健康，因为它们可能掌管着你身体的营养平衡。