长期以来，食品标签上的卡路里数字看似简单明了，但亚利桑那州立大学（ASU）的研究人员揭示了一个被忽视的关键变量：肠道微生物。他们开发了一种名为DAMM（消化、吸收与微生物代谢）的数学模型，首次将人体消化过程与肠道内数万亿微生物的代谢活动定量整合，以更精确地评估食物中实际被吸收的热量。该研究发表在《PLOS ONE》上，为理解肥胖、糖尿病等代谢疾病提供了全新视角。

肠道微生物：被忽视的“热量调节器”

传统上，科学家使用已有百年历史的Atwater因子法估算食物热量，即通过蛋白质、碳水化合物和脂肪的含量乘以平均代谢能值。然而，这种方法完全忽略了肠道微生物的作用。ASU生物设计研究所健康微生物组中心主任Rosa Krajmalnik-Brown教授指出：“消化不仅是人体自身的过程，更是我们身体与肠道中数万亿微生物的合作。”DAMM模型正是为了量化这种合作如何影响能量平衡。该模型追踪食物在消化系统中的旅程，估算哪些被人体吸收，哪些进入结肠，以及肠道微生物如何将剩余物质转化为可吸收或排泄的化合物。

高纤维 vs. 西方饮食：每天116卡路里的差距

DAMM模型基于一项对照饮食研究，其中健康成年人分别遵循两种精心设计的饮食：一种是富含纤维和抗性淀粉的微生物增强饮食（较少加工、颗粒较大的食物），另一种是典型的西方饮食（更多加工、颗粒较小的食物）。研究结果显示，西方饮食组参与者每天比高纤维饮食组多吸收约116卡路里，且高纤维组并未报告饥饿感增加。ASU环境工程学教授Bruce Rittmann强调：“DAMM模型的独特之处在于，它定量地将人体代谢与结肠微生物代谢联系起来，与临床研究结果吻合，并提供了微生物群落如何与宿主协同工作的基本见解。”

短链脂肪酸：微生物贡献的“隐藏能量”

DAMM模型将饮食分解为蛋白质、碳水化合物和脂肪，首先估算上消化道吸收的可用能量，然后追踪剩余物质进入结肠，其中微生物分解未消化的食物，产生可被吸收的短链脂肪酸。模型还纳入了产甲烷菌的甲烷生成。根据模型，结肠吸收的短链脂肪酸平均每天提供约140卡路里，约占可用总能量的7.4%。约85%的可用能量来自上消化道，其余15%来自下消化道，微生物在其中扮演主要角色。值得注意的是，尽管微生物增强饮食增加了微生物活性和短链脂肪酸产量，但总体吸收热量却更低。DAMM模型能够区分这些过程，明确人体直接吸收、微生物产生以及最终吸收或排泄的能量。该模型的主要作者、研究生Taylor Davis表示：“DAMM模型不仅仅是一个饮食表征工具，它是一个可演进的框架。随着我们对饮食、代谢和微生物相互作用的更多发现，新见解可以融入模型，使其与我们共同成长。”