蔬菜營養如何被身體利用？研究發現腸道菌可能是關鍵一環
撰文＝編輯部
甜菜根、菠菜、豆類與全穀類進入腸道後，其中的營養成分可能被腸道細菌重新組合。瑞典卡羅琳斯卡醫學院（Karolinska Institutet）研究團隊發現，腸道菌能利用食物中的硝酸鹽與非血基質鐵，製造一種稱為「二亞硝醯鐵錯合物」（dinitrosyl iron complexes, DNICs）的分子。在小鼠實驗中，DNIC增加與血壓、血管功能、葡萄糖代謝及肝臟脂肪堆積改善有關。
這項研究於2026年8月19日發表在《Cell》。研究目前主要來自小鼠、細胞、細菌培養及人類糞便的體外實驗，尚未透過人體臨床試驗證明相同效益，因此不能據此認定多吃特定食物或補充硝酸鹽與鐵，就能改善心血管或代謝健康。
蔬菜中的硝酸鹽遇上植物性鐵 腸道菌製造新分子
硝酸鹽天然存在於許多蔬菜，尤其是甜菜根、菠菜、芝麻菜與生菜等；非血基質鐵則主要存在於豆類、全穀類、堅果及綠色蔬菜，與肉類中的血基質鐵不同。
研究發現，硝酸鹽與鐵都參與DNIC形成，但扮演的角色不同。具有硝酸鹽還原能力的腸道菌會先處理硝酸鹽，非血基質鐵則提供形成DNIC所需的鐵。小鼠單獨增加鐵時，DNIC並未明顯增加；當硝酸鹽與鐵一起補充，DNIC增加及相關生理效應最為明顯。
卡羅琳斯卡醫學院心腎生理學教授Mattias Carlström表示，這項發現可能補充過去對飲食硝酸鹽的理解。過去研究多認為，硝酸鹽會在體內轉變為一氧化氮（NO），幫助血管放鬆。新研究顯示，硝酸鹽也可能在腸道菌與鐵的共同參與下形成DNIC，再經由血液運送至肝臟、腎臟等組織。
Carlström認為，過去使用相近硝酸鹽劑量的研究有時得到不同結果，部分原因可能與飲食中可利用的鐵含量不同有關。不過，這項解釋仍需要更多研究確認。
無菌小鼠偵測不到DNIC 腸道菌成為形成關鍵
為了確認腸道菌是否參與DNIC形成，研究人員比較一般小鼠與無菌小鼠。無菌小鼠是在沒有腸道微生物的環境中飼養，研究人員未在其受測組織中偵測到DNIC；一般小鼠的肝臟與腎臟則可發現相關訊號。
研究人員也將人類糞便樣本與硝酸鹽、檸檬酸鐵放在實驗室中共同培養，觀察到其中的微生物可以形成DNIC。使用大腸桿菌進行的實驗則顯示，缺少硝酸鹽還原酶的細菌無法正常完成這項轉換。
這些結果支持腸道菌群是DNIC形成的重要條件。不過，人類糞便實驗是在人體外進行，只能證明部分人類腸道微生物具有製造DNIC的能力，仍無法得知人體內實際能產生多少DNIC，以及不同人的腸道菌組成是否會影響產量。
當小鼠飲食中的鐵含量接近零時，單獨補充硝酸鹽未能形成足夠DNIC，也沒有產生相同的代謝效益。（圖片來源：Nutrition Insight）
小鼠血壓與肝脂肪改善 人體是否有效仍待確認
研究人員在餵食西方型飲食、已出現心血管與代謝功能異常的小鼠中，以2種方式提高DNIC：一種是在飲食中同時補充硝酸鹽與檸檬酸鐵，讓腸道菌製造更多DNIC；另一種是直接給予人工合成的DNIC。
結果顯示，小鼠的血壓下降、血管功能改善，處理葡萄糖的能力也有所提升，肝臟脂肪堆積則減少。這些結果顯示DNIC可能參與血管及代謝調節，但研究並未證明DNIC可以治療高血壓、糖尿病或脂肪肝。
研究團隊也在人類肝臟細胞模型中觀察到，加入DNIC後，脂肪堆積有所減少。細胞實驗雖提供DNIC可能作用於人體組織的線索，仍無法呈現人體消化、吸收、血液循環與器官交互作用的完整過程。
不是硝酸鹽吃越多越好 也不能據此自行補鐵
研究沒有指定哪一種人類飲食模式最有利於DNIC形成，也沒有提出硝酸鹽或鐵的建議攝取量。小鼠實驗顯示，飲食中的鐵接近零時，單獨補充硝酸鹽並未產生相同效益；加入鐵後，DNIC形成及相關效應才恢復。
這項結果顯示，鐵是形成DNIC所需的原料之一，但不能推論缺鐵者只要同時補充硝酸鹽與鐵，就能改善心血管或代謝健康。研究尚未在缺鐵患者身上測量DNIC，也未進行相關補充試驗。
此外，鐵攝取過量也可能造成健康風險。研究團隊提醒，目前沒有足夠證據支持民眾為了提高DNIC而自行增加鐵劑或硝酸鹽補充劑。是否需要補鐵，仍應依個人健康狀況與檢驗結果接受專業評估。
研究下一步將找出哪些腸道菌最會製造DNIC
研究團隊下一階段希望建立能在人類身上測量DNIC的方法，確認人體內是否存在相同路徑，以及DNIC濃度是否真的與心血管及代謝健康有關。
另一項研究方向，是找出最能利用硝酸鹽與鐵製造DNIC的腸道菌。若未來能確認關鍵菌種及人體效益，才可能進一步評估調整飲食、改變腸道菌群或開發益生菌的可行性。目前尚無相關益生菌產品或人體功效證據。
這項研究的主要價值，在於找到一條新的營養轉換路徑：食物提供硝酸鹽與非血基質鐵，腸道菌將兩者轉化為DNIC，再由身體吸收並運送到其他組織。在小鼠實驗中，這條路徑與多項心血管及代謝指標改善有關；至於能否轉化為人類飲食建議，仍須等待人體研究。
審稿編輯：林玉婷
參考資料
▶Nutrition Insight：Gut bacteria convert nitrate and iron into heart-protective molecules, research finds
▶Cell：Gut microbiota generate dinitrosyl iron complexes with cardiometabolic benefits