首先向以下研究內(nèi)容的科研工作者致敬!
“成都小甜甜”這幾天火的一塌糊涂,不知道大家注意到?jīng)],她的一句穿心話千軍萬馬成都見。但就僅僅是因為她說的那句“養(yǎng)活我啊,我覺得能帶我吃飯就好了”的話get到廣大男同胞內(nèi)心深處那個點嗎?我個人分析絕不單純是這句話而是還得加上小甜甜這個人,(外貌主義協(xié)會上線)小甜甜的外形完全符合中國大眾審美:漂亮、身材苗條同時有一點兒清純
當然今天我們不是來聊審美,是來聊聊肥胖與腸道菌群健康相關(guān)的話題。
我們先來看一組數(shù)據(jù):目前我國兒童肥胖人數(shù)已居于全球第一、成人肥胖人數(shù)居于全球第二。早在1997年,世界衛(wèi)生組織(WTO)就在首屆全球肥胖大會上就明確指出“肥胖本身就是一種疾病”,毫無疑問肥胖已經(jīng)威脅人類健康的一大敵人。
現(xiàn)在的我們生活節(jié)奏越來越快,伴隨而來的是生活習(xí)慣的日益改變。越來越不健康的生活習(xí)慣、飲食習(xí)慣正慢慢的改變著我們的身體機能和健康狀況。久坐、高強度工作、緊張焦慮、高油鹽脂飲食帶來了很多的負面影響,其中很重要的后果就是肥胖。全球有超過5億肥胖人群,而肥胖往往會導(dǎo)致一系列疾病,包括冠心病、中風(fēng)、糖尿病、非酒精性脂肪肝和癌癥等。
什么是肥胖?
肥胖是一種慢性代謝性疾病,目前用體重指數(shù)(BMI)來評價肥胖。BMI的計算公式:體重(Kg)/身高的平方(m),BMI<18.5 kg·m-2者為體重過低,18.5~23.9 kg·m-2為正常范圍,≥24 kg·m-2為超重;≥28 kg·m-2為肥胖。
可能很多人會把肥胖與基因和遺傳聯(lián)系起來,但大量研究證明基因和遺傳對是否發(fā)生肥胖并不起決定作用。肥胖的發(fā)生還是與環(huán)境因素如飲食、食物構(gòu)成和生活習(xí)慣以及今天討論的腸道菌群密不可分。
近年來大量國內(nèi)外科學(xué)研究已經(jīng)表明,胖人的腸道菌群和瘦子的的確不同。
肥胖與棲息在我們腸道中的上萬億微生物的變化相關(guān),但機制還不清楚。在Nature發(fā)表的一項新的研究中,耶魯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)了腸道微生物的改變是如何導(dǎo)致肥胖。
在早期的研究里,Gerald I. Shulman醫(yī)學(xué)博士和醫(yī)學(xué)教授George R. Cowgill 發(fā)現(xiàn)乙酸——一個短鏈的脂肪酸刺激嚙齒類動物的胰島素分泌。Howard Hughes醫(yī)學(xué)研究所的研究員Shulman和一個耶魯大學(xué)研究團隊為了了解更多關(guān)于乙酸的作用,在嚙齒動物的肥胖模型中進行了一系列的實驗。
實驗確定腸道菌群通過乙酸讓胰島素增加
研究小組比較了乙酸相對于其它短鏈脂肪酸的效應(yīng),發(fā)現(xiàn)在高脂肪飲食的動物體內(nèi)有較高的乙酸含量。還觀察到注入乙酸在胰腺的β細胞中能刺激胰島素的分泌,但還不清楚機制是如何的。
下一步,研究人員確定了當乙酸直接注射到大腦中,它通過激活副交感神經(jīng)系統(tǒng)刺激胰島素的增加。Shulman說:“乙酸通過一個集中調(diào)節(jié)的機制刺激β細胞分泌更多的胰島素。它還可以刺激激素胃泌素和生長素的分泌,從而增加食物的攝入量。”
最后,該研究小組試圖建立腸道菌群和胰島素增加之間的因果關(guān)系。把糞便從一組嚙齒類動物轉(zhuǎn)移到另一組后,他們觀察到腸道菌群、乙酸水平和胰島素有類似的變化。
Shulman和他的同事發(fā)現(xiàn)乙酸不直接刺激胰腺的β細胞分泌胰島素。相反,乙酸以某種方式影響大腦通過迷走神經(jīng)向胰腺發(fā)出“制造胰島素”的信號。
這樣的作用會推動增肥
Shulman說:“綜合這些實驗證明在腸道菌群響應(yīng)飲食的變化而改變和乙酸產(chǎn)量的增加之間存在因果聯(lián)系。增加的乙酸反過來會增加食物的攝入量,引發(fā)一個正反饋循環(huán),從而推動肥胖和對胰島素的抵抗。”
該研究的作者認為,這種積極的正反饋循環(huán)可能是在進化過程中起重要作用,促使動物在食物匱乏的時代偶然發(fā)現(xiàn)高熱量食物時胖起來。
在嚙齒動物中的新研究表明:肥胖可能從腸道微生物開始,腸道菌群將食物中的脂肪變成乙酸。乙酸則通過迷走神經(jīng)向胰腺和胃發(fā)出信號。胰腺內(nèi)β細胞釋放胰島素,這會導(dǎo)致脂肪細胞儲存更多的脂肪。對胃的信號是告訴其制備饑餓荷爾蒙ghrelin,這可能會引起暴飲暴食。
Shulman說:“腸道菌群的改變與肥胖和在人類及嚙齒類動物的代謝綜合癥都有關(guān)。在這項研究中,我們提供了一種新的機制來解釋嚙齒類動物中的這種生物現(xiàn)象。我們正在研究這一機制是否也存在于人類中。”如果研究人員確認相同的過程也發(fā)生在人類中,他們會鑒定出產(chǎn)生醋酸的細菌并找到如何制止它們的方法,這可能導(dǎo)致新的治療肥胖的方案。
在國內(nèi)這塊的研究已經(jīng)走在了前面,上海交大教授發(fā)表的一篇學(xué)術(shù)成果顯示,來源于腸道菌群的低水平LPS能通過一種炎癥依賴的通路引起肥胖和胰島素抵抗,這一現(xiàn)象被稱為代謝性內(nèi)毒素血癥。其中一種叫做陰溝腸桿菌(B29)的腸道細菌是造成肥胖的直接元兇之一,這種細菌被稱為“肥胖細菌”。B29的作用就好比使機體發(fā)生了潛伏感染,“攜帶致病菌的宿主可能會等待合適的環(huán)境條件出現(xiàn)后才會發(fā)病”,因此“肥胖的發(fā)展需要高脂飲食和B29的共同參與”。
隨著測序技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)等研究分析技術(shù)手段的發(fā)展,腸道菌群與人體健康關(guān)系的研究,應(yīng)該將全微生物組與疾病關(guān)聯(lián)分析、宿主反應(yīng)的機制分析以及在無菌動物中復(fù)制疾病模型研究三者相結(jié)合。既要能確定是哪些細菌引起了疾病的發(fā)生,還要弄清其中的分子互作機制,同時還要有菌群干預(yù)的方法和手段。只有這樣,才能形成完整的研究生態(tài)鏈,才能為最后用于現(xiàn)實中疾病預(yù)防、診斷、治療提供堅實的科學(xué)研究依據(jù)和行之有效的應(yīng)用技術(shù)和干預(yù)手段。
參考資料:
Perry RJ, Peng L, Barry NA, Cline GW, Zhang D, Cardone RL, Petersen KF, Kibbey RG, Goodman AL, Shulman GI.Acetate mediates a microbiome-brain-β-cell axis to promote metabolic syndrome.Nature. 2016 Jun 8;534(7606):213-7.