發現肥胖細菌,能讓我們告別肥胖嗎?

2019-05-02 11:41:54

發現肥胖細菌,能讓我們告別肥胖嗎?

fengfeixue0219 2012-12-25 12:25:56

最近,有中國研究者在人體腸道中發現了一種細菌,能使實驗小鼠明顯變胖,如果減少或消滅這種細菌,人是不是就永遠不會胖了?

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說到肥胖,很多人的第一反應是“遺傳”“不合理的飲食”“缺乏運動”。的確,家族性肥胖、高糖高脂的飲食和缺乏鍛鍊是引起肥胖的主要原因,但最近的一些研究顯示,潛伏在人類腸道中的某些細菌,對肥胖的產生起到了至關重要的作用。最近,上海交通大學的趙立平教授在The ISME Journal發表的文章,就報導了可能和肥胖有直接聯繫的一類細菌。

腸道菌群,愛恨皆由你

眾所周知,在人類的消化道中生長著大量的共生微生物,其中絕大多數都是細菌[1]。對於一個健康的成人,這些細菌的總重量可以達到1.5kg,包含的細胞數量則可達到人體自身細胞的10倍以上,這些細菌共同構成了人體腸道內一個特殊的生物群體——腸道菌群。腸道菌群對人體有著重要的功能,包括維生素合成、協助消化以及腸道保護等。而菌群的異常則可導致一系列疾病。長期以來,人們都在推測,腸道菌群組成的變化和異常可能與多種代謝疾病的產生具有一定聯繫,但由於技術限制,一直未能得到有效的證明。但隨著大規模測序技術和微生物組學技術的發展,目前人們可以更加精確的掌握腸道菌群的變化與人體健康情況的關係。

2006年,美國華盛頓大學的Jeffrey Gordon教授通過實驗表明,相比對於腸道內無菌的小鼠來說,具有正常菌群的小鼠吃的較少,但可累積更多脂肪;而將正常小鼠的腸道菌群導入無菌小鼠腸內後,原本“吃得多還不胖”的無菌小鼠在有菌後也一反常態的“喝水還長膘”了[2]。這一結果表明,腸道菌群的確可影響機體的能力攝入和代謝水平。究竟是腸道菌群的哪些成員導致了小鼠代謝情況的改變,成為了一個亟待解決的問題。

有此菌,更肥胖

為了解決這一問題,趙立平踏上了尋找導致代謝改變的“幕後黑手”的征程。他找到了一位體重達175公斤,BMI高達58.78的肥胖症患者(正常男性的標準BMI一般為24[3]),並對其進行飲食干預和藥物處理來降低其體重。在降低體重的同時,定期檢測其腸道菌群的組成情況。通過23周的干預治療,該患者體重下降了近52公斤,並且伴隨肥胖的高胰島素、高血糖、高血壓等症狀也有明顯改善。同時對患者腸道菌群的檢測顯示,在初始時占到菌群總量30%的一種細菌——陰溝腸桿菌,在干預治療後,幾乎在腸道菌群內檢測不到了。這一顯著的變化讓人意識到,陰溝腸桿菌很可能和這位患者的肥胖症有著重要的聯繫。

於是,趙立平和課題組其他成員從這位患者腸內分離得到了陰溝腸桿菌,並導入到無菌小鼠腸內,然後將這些小鼠分為兩組:一組飼餵普通飼料,另一組飼餵高脂高糖飼料,並分別用未導入細菌的無菌小鼠作為對照。結果顯示,引入了陰溝腸桿菌、並使用高脂高糖飼料的小鼠,相對於其他3組小鼠,體重迅速增加,體內多個器官累積更多的脂肪,並出現了胰島素抵抗等肥胖症相關的症狀【注1】。這些現象表明,陰溝腸桿菌很可能是導致小鼠產生肥胖和其他代謝異常的原因。

從左至右分別是普通飼料餵養的無菌普通小鼠、普通飼料餵養並引入了陰溝腸桿菌的小鼠、高脂高糖飼料餵養的無菌普通小鼠、高脂高糖飼料餵養並引入了陰溝腸桿菌的小鼠。(原圖較複雜,此處僅截取小鼠內臟脂肪狀況部分)

為了進一步探究陰溝腸桿菌是如何使得小鼠肥胖的,趙立平和課題組成員對小鼠血漿成分進行了分析。結果顯示,一類能結合細菌分泌的脂多糖類內毒素的蛋白含量,在引入陰溝腸桿菌並高脂高糖飼餵的小鼠血清中水平明顯高於其他三組小鼠,表明該組小鼠體內攝入了較多的內毒素。同時,該組小鼠血清內的澱粉樣蛋白水平顯著上升,脂連素水平顯著下降,這兩個指標表明,該組小鼠體的代謝情況的確產生異常,處於炎症狀態。由於陰溝腸桿菌是該組小鼠腸中唯一產生脂多糖類內毒素的細菌,而脂多糖類內毒素可引起機體的炎症反應,進而通過改變代謝相關基因的表達等方式導致代謝問題的產生。由此可以看出,陰溝腸桿菌是引起小鼠代謝問題的直接原因,同理,趙教授治療的這位肥胖症患者的代謝問題,很大程度上也是腸道內異常增加的陰溝腸桿菌導致的[5]。

殺菌來減肥?長路仍漫漫

這項研究成果是不是讓為減肥奮鬥的你看到了一條成功的捷徑呢?是不是通過殺滅腸道中的陰溝腸桿菌就能順利達到減肥的目的呢?且慢,事實並沒有想像中的那么美好。

首先,人體的腸道菌群是一個複雜的群體,其中包含的微生物種類十分多樣,陰溝腸桿菌只是第一個被發現的可以導致肥胖的細菌。然而,腸道菌群中有多種微生物都可產生內毒素,人體中很可能不止陰溝腸桿菌這一種細菌會導致代謝異常。在本實驗中,腸道菌群僅來自於一位肥胖症患者,實驗結果只能說明對於這位患者而言,陰溝腸桿菌對其肥胖負有主要責任。在後續的實驗中,還需要更多的樣本和實驗來進行研究和分析,尋找可能的其他導致肥胖的微生物。只有對導致代謝問題的微生物種類和特性有了足夠的了解,才能進一步有目的的開發針對這些微生物的治療方案。

其次,雖然一些細菌可以引起肥胖,但不合理的飲食依然是導致肥胖的最主要因素。在此實驗中,儘管沒有被引入陰溝腸桿菌,攝取高脂高糖飼料的小鼠相比於攝取普通飼料的小鼠,依然積累了更多脂肪。而普通飲食的小鼠,即使被引入了陰溝腸桿菌,其體內的脂肪累積仍處於正常水平。由此可以看出,降低飲食中的脂肪和糖含量,確實可以防止肥胖。

最後,從趙立平的報導中我們可以看到,腸道菌群的惡化會造成肥胖等代謝問題。而趙教授在2010年的一篇報導中就指出,長時間、無限制的高脂飲食,會造成小鼠腸道菌群失調,包括起腸黏膜屏障保護作用的雙歧桿菌的減少和內毒素產生菌脫硫弧菌的增多等現象[6]。綜合來看,高脂高糖飲食造成了腸道菌群的異常,使得內毒素產生菌逐漸成為腸道菌群的主要類群,而其分泌的內毒素使得機體產生炎症和代謝問題,使得機體更容易累積脂肪,從而加重肥胖症的症狀。

綜上所述,儘管陰溝腸桿菌是引起肥胖症的重要因素,但如果像一些媒體所宣傳的是“發現了肥胖元兇”,從此找到了解決肥胖的方法,則會讓我們抓了芝麻掉了西瓜。因為,人們找到的陰溝腸桿菌,實際上只是“幫凶”之一,而真正的“主謀”,正是缺乏運動、飲食不合理的自己。因此,想要減肥的朋友,還有身體狀況正常,僅僅是想更苗條的MM們,可不要將希望完全寄托在“殺菌減肥”上,而依然要合理飲食,多加鍛鍊。

順便友情提示,可不要因為聖誕、元旦的來臨就給自己藉口大吃特吃喔~

【注1】:胰島素抵抗,是指機體對於胰島素反應不敏感,使得進食後血糖不能及時下降,並使得胰島素大量補償性分泌的現象。胰島素抵抗是肥胖症、糖尿病等代謝疾病的表象之。[4]

參考資料:

[1]Enterotypes of the human gut microbiome[2]The gut microbiota as an environmental factor that regulates fat storage[3]Obesity[4]Insulin_resistance[5]An opportunistic pathogen isolated from the gut of an obese human causes obesity in germfree mice[6]Interactions between gut microbiota, host genetics and diet relevant to development of metabolic syndromes in mice

原圖在這裡

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