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摘
要
膳食纤维不被人体吸收，可以顺利到达大肠。膳食纤维可以分为不溶性纤维和可溶性纤维。 不溶性纤维包括木质素、纤维素和半纤维素。含木质素的食物包括胡萝卜等根茎类食物，木质素一般不被肠道微生物代谢，含纤维素和半纤维素包括大部分的叶子菜，可以被肠道某些细菌代谢但过程缓慢。 所以不溶性膳食纤维一般被认为不被肠道细菌发酵代谢。[1]
可溶性纤维不被人体吸收代谢，但到达大肠后可以被肠道菌群代谢，在大肠产生短链脂肪酸（SCFA）和血清素等细菌代谢物， 人体90%的血清素是肠道细菌产生的。但可溶性纤维包括几大类：聚果糖类(fructans)包括菊粉；果胶(pectin)；车前子（psyllium husk）；瓜尔胶(guar gums)；和β-葡聚糖 （Beta gluctans），除了聚果糖类，其他可溶性膳食纤维都是粘性的（viscous），所谓粘性的膳食纤维是当它们溶于水中可以形成啫喱状的物质。粘性的可溶性膳食纤维可以减慢消化物在小肠的吸收，降低餐后血糖和血脂。 全谷物和蔬菜水果含大量的可溶性膳食纤维，例如燕麦和大麦含β-葡聚糖，胡萝卜和香蕉等含果胶。
聚果糖类膳食纤维是短链的膳食纤维，在肠道会被微生物快速代谢完全发酵。 但粘性可溶性膳食纤维一般为长链膳食纤维，例如车前子，较难被肠道微生物发酵，就算发酵速度较慢，以至部分可以经过大肠不被发酵代谢。 [2]
这一篇是关于不同膳食纤维跟排便的关系。膳食纤维通过3个途径改善排便：
1） 粗颗粒的不溶性纤维磨刷大肠壁，促使肠壁分泌水分和黏液，增加粪便含水量。
2） 可溶性粘性膳食纤维，例如车前子，有较高的储水能力，增加粪便的水分。
3） 可溶性易发酵的非粘性纤维，例如菊粉等可以改善肠道菌群，增加短链脂肪酸和血清素等代谢物，改善肠道的能动性。
下面先看一下排便的原理。
排便的原理
粪便粘度（viscosity）和结肠能动性（motility） 影响排便是否畅顺。
粪便粘稠度
粪便中的粘稠度越高，水分就越少, 粪便含水量跟排便是否顺畅有关。[1]
消化物从小肠进入大肠（盲肠）的时候，含水量一般超过90%，在通过大肠的过程，消化物的水分逐渐减少，到达直肠形成粪便后大概含水量75%，拉稀的液体粪便含水量大概90%，软粪便含水量大概77%，正常粪便含水量大概75%，而干硬粪便含水量少于72%。从72%含水量到90%，只相差了18%，但粘稠度则相差了240倍，从稀便到干硬粪便。[1]
消化物在大肠停留的时间一般24小时以上，甚至可以达数天时间，而大肠吸收水分的能力非常强，留在大肠的时间越长，粪便的含水量就越少。对排便有帮助的膳食纤维除了可以保留水分外，还需要长时间不被大肠菌群代谢发酵，否则在大肠走着走着就没有了。所以在大肠近端被微生物代谢的膳食纤维，不能有效增加粪便在大肠末段的含水量。缺乏这些不被代谢的膳食纤维，粪便接触到肠壁黏液后，水分会被吸干，容易产生便秘。
保持粪便的水分，就可以降低粪便的粘稠度，使得粪便松软，增加粪便的体积，同时更容易排出。
结肠能动性
肠道压力/动力影响排便功能，肠道压力和动力异常，会影响大便在肠道中停留时间，停留时间过短导致稀便或腹泻，停留时间过长导致便秘。
大肠的能动力，主要为“分节性压力”（segmental pressure）,约占大肠动力的95%， 分节性压力并没有推进性不能移动消化物，其作用主要为 *** 搅拌消化物，协助大肠对消化物水分重吸收，同时吸收消化物的电解质（矿物质）。只有约5%的大肠压力是“推进性压力 ”(propagating pressure)，帮助消化物在大肠中移动，最终通过 *** 排出体外。
推进性压力有不同的波幅（强度）和频率。 高强度压力频率低，低强度压力频率高。 高强度肠道收缩压（HAPC）力可以大于100mmHg, 而低强度压力可以低于10mmHg, 相差超过10倍。推进速度可以从每秒少于1cm到每秒>10cm, 视乎压力强度和粪便的粘度。
气体在肠道传送速度最快，一般只需要低强度高频次的压力，可以在30分钟内走完大肠全程，所以放屁一天大约可以有14次，而排泄物的粘度越低也就是水分越多，推进速度就越快。 任何强度的压力都可以推进稀便，所以稀便走完大肠也只需要1到2小时，导致腹泻。而正常成型的粪便只有在高强度低频率的压力下才能推进，所以正常固体粪便需要一天以上才可以走完大肠的全程。如果粪便含水太少太硬而且体积小，就不容易排出了，只能在不经常出现的高强度肠道收缩压力才可以推动它们短距离前进，而这些高强度收缩压并不经常出现。
不溶性纤维如何改善排便
很多人误会不溶性纤维之所以改善排便，是因为这些膳食纤维可以储存水分，增加粪便的体积。[3][4][5] 其实不溶性纤维并没有持水能力，但却的确可以增加粪便的水分和体积，因为不溶性纤维通过摩擦肠道黏膜，增加了粪便的水分和体积。[6]
动物实验发现，让无菌小鼠食用麦皮，小鼠的结肠转运时间加快，也就是加快了消化物变为粪便排出的时间。1988年在《英国医学杂志》发表的交叉临床研究，[7] 10名健康受试者分别吃37g的麦皮和15g的塑料微颗粒（直径<2mm），在10天的试验期间，吃了麦皮和塑料颗粒的受试者，排便次数都增加，结肠转运时间加快，而15g的塑料增加粪便重量40g，所以研究发现塑料微粒也可以改善排便。1997年的另一项交叉临床研究,[8] 也有类似发现，29名受试者分别吃27.1g的粗麦皮和24g的塑料颗粒，发现麦皮减少了25.8%的肠道转运时间，而塑料颗粒减少了21.2%，粪便体积两者都显著增加，但只有麦皮增加了粪便的含水量。研究发现只要颗粒大小跟麦皮差不多，比较粗糙的塑料都可以改善排便，但平滑的或过小的颗粒就不能改善排便。[9]
交叉临床试验也发现，[10] 比较同样的麦皮，但不同的颗粒大小，粗颗粒的麦皮改善排便，增加粪便体积和含水量，而磨得更小的麦皮并不能改善排便。
可溶性膳食纤维
可溶性膳食纤维可以在细分为黏性纤维(viscous fiber),遇水时会形成浓稠的胶状，和非粘性纤维（non viscous fiber）,不会生成胶状物。可溶性膳食纤维，除了多聚糖类之外，其他可溶性膳食纤维都是粘性纤维。
可溶性粘性纤维
车前子等可溶性粘性纤维，较难被肠道菌群代谢，很大部分可以在大肠走毕全程，过程可以吸入大量的水分，吸持水后膨胀后增加粪便的体积，同时软化粪便，使得粪便更容易排出。[1]
一项对170名便秘受试者的双盲对照组临床研究，[11]，分组后受试者每天5.1g x 2的车前子，对照组则每天使用100mg的软化粪便药物“多库脂”（docusate），在2周的试验期间，车前子比药物更能软化粪便，增加排便频率，同时增加粪便体积和粪便含水量。
2015年另一项双盲对照组临床研究，[12] 48名便秘患者，每天10.5g的车前子，4周试验期后58%的受试者减少了腹痛，受试者的消化物的结肠转运时间从75小时改善到64小时，缩短了11小时，排便频率增加，粪便也软化了。
车前子等可溶性粘稠纤维，不会摩擦肠道黏膜，只会吸收水分，在腹泻患者中不但不会加重腹泻，而且可以让粪便成型，改善腹泻。[13]
对照组临床研究，[14] 比较了止泻药洛哌丁胺（loperamide）和车前子加钙的组合，发现车前子组合可以改善平均一天7次排便的腹泻患者，排便次数减少一半，整体效果优于止泻药。
临床研究也发现，车前子也可以改善乳糖不耐受患者的腹泻，减慢肠道运转时间。[15]
2007年一项为期13个月的临床研究，[16] 10名活跃期的克罗恩病患者，肠道功能性病征主要为腹泻腹痛，试验期内他们每天补充益生菌和差不多10g的车前子，试验期后70%的患者腹泻和克罗恩病量表CDAI都有改善,当中20%可以停止糖皮质醇药物，另外有40%患者可以减药。
可溶性非粘性膳食纤维
文献回顾分析了了15个短期临床干预研究，使用可溶性非粘性膳食纤维，当中14个发现对排便没有帮助。[1] 而唯一显著有帮助的临床研究，连续10天使用了高剂量每天20g的聚葡萄糖（polydextrose），每克的膳食纤维只增加2克的粪便，效果也并不显著。临床研究也没有发现可溶性非粘性膳食纤维可以软化粪便。那使用可溶性非粘性膳食纤维能否改善排便次数？ 17个不同的临床研究中，只有3个显示排便次数增加，但都需要使用每天15g-20g的菊粉等可溶性膳食纤维，才能产生效果。也有临床研究使用小麦糊精（wheat dextrin），发现粪便反而变硬，排便频率减少。[17][18]
菊粉等可发酵的膳食纤维，由于快速被大肠菌群代谢，对增加粪便的水分，软化粪便等没有什么贡献，所以短期干预临床研究，都没有发现易发酵的可溶性膳食纤维对改善便秘有帮助。 但容易发酵的膳食纤维在发酵过程中会产生气体，这些气体会增加大肠中的管腔压力，增加排便。容易发酵的膳食纤维也改善肠道菌群，增加短链脂肪酸和血清素等代谢物，改善健康。[2]
上图也显示了肠道中的神经内分泌系统（NES）,发酵产生的短链脂肪酸会通过肠壁，影响NES从而增加肠道的能动性，短链脂肪酸是大肠细胞的主要能量来源。当肠道能动性增加，排便也可以改善。
美国加州理工大学在《细胞》发表的一项动物实验，[19] 发现肠道中微生物产生的血清素可以通过肠道介导肠道细胞，增加肠道的能动力，改善排便。
南京医科大学在2017年发表的一项研究，[20] 将便秘患者粪便中的菌群移植到无菌小鼠，小鼠的结肠转运时间延长，肠道能动力减弱，同样出现排便困难。 该研究证明肠道菌群影响肠道能动力，可以直接导致便秘。南京医科大学的团队的另一项动物实验，[21] 对小鼠使用抗生素后，发现小鼠的肠道菌群受影响，肠道能动力减弱，产生的血清素等代谢物减少，排便同样减少。
总结
全谷物和蔬菜水果，都含有丰富的膳食纤维。 膳食纤维改善排便，但不同的膳食纤维的机理不一样。
1 膳食纤维的粘度越高，越难发酵，都具有更好的物理性排便效果；
2 不溶性膳食纤维不被细菌发酵代谢，通过摩擦肠壁黏膜，增加粪便的含水量，改善排便
3 可溶性粘性膳食纤维吸收大肠中的水分，增加粪便含水量，改善排便；
4 可溶性非粘性膳食纤维，容易被肠道菌群发酵代谢，可以调节肠道菌群，增加短链脂肪酸和血清素等细菌代谢物，增加肠道的能动力，改善排便；
5 不同的膳食纤维都对改善排便有益，增加不溶性膳食纤维，高粘性膳食纤维，非高粘性膳食纤维都可以改善排便。
6 除了来自全食物的膳食纤维外，作为食物营养素的车前子，由于吸水能力强，可以同时改善便秘和腹泻的功能性肠道问题。
免责声明：
本文内容仅作为科普知识提供，不能代替医生的治疗诊断和建议。文章内容中涉及医学的部分均来源于参考文献。
参考
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