你会胖还是瘦,肠道菌群安排的清清楚楚?

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    我们的肠道内大约有数以百万亿的微生物,统称为肠道菌群。没有两个人的肠道菌群是完全一样的,而且这是由我们的出生、遗传、饮食、环境、生活方式等综合因素产生的结果。

    肠道通过多种机制对宿主的各个系统产生作用,包括控制饥饿感和饱腹感。研究人员已经揭示,胖人和瘦人的肠道菌群有特异性差异,并且根据研究结果制定了个体化的体重管理方案。

    人的基因千差万别,有的会让人更容易肥胖,肥胖人群在全球范围内不断增多,加重了心血管疾病和 2 型糖尿病的患病率。

    一项针对双胞胎的研究表明,肥胖有 40%-75% 的遗传率,这意味着外部因素也发挥了重要作用。尽管肠道菌群有许多可能影响体重的因素,但是科学家们还不知道其中的原因。

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    图片来源:站酷海洛

    一些人即使完全按照合理的减肥建议改变饮食生活习惯,但他们就是比其他人更难以减下去,这可能要归结于肠道菌群,特别是菌群产生的酶

    梅奥医学中心副教授、肠道微生物组实验室主任 Purna Kashyap 表示:“我们吃的东西对我们自己和肠道菌群都是有用的,这些细菌会消化那些我们自己的消化酶不能消化的食物。

    他说:“这个过程会产生额外的热量,肠道菌群会把这些热量回馈给我们,所以这是一种互利的关系,细菌需要我们提供食物,同时也会让我们从食物中获得更多。”

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    Kashyap 开展了一项研究,探究当我们转向低卡路里饮食后,肠道菌群能否更有效地从食物中帮我们获取热量。这有助于让我们在食物不丰富时仍能获取更多热量,但这也会不利于我们减肥

    初步研究中,26 名参与者坚持低卡路里饮食,多吃水果和蔬菜,其中一些人的减肥效果不如另一些人。对他们肠道菌群进行分析后发现,参与者体内有两类菌属有显著差异,其中一种是小杆菌属(Dialister),这种细菌会阻碍减肥。

    Kashyap 说,那些减肥失败的人的肠道菌种中,有更多这种细菌,它们可以更有效地分解碳水化合物,获取能量。即便如此,这些细菌产生的卡路里仍然非常少,如果仅是这方面的影响,其实妨碍作用并不大。

    但有一项研究发现,有些细菌会改变肠道功能间接地引起体重增加

    研究人员分析了 600 名肥胖和非肥胖人群的血液和粪便样本,并发现了与 4 种肠道细菌相关的19种不同的代谢产物,这些代谢产物可能导致体重增加。比如谷氨酸与肥胖有关,支链氨基酸与更高的胰岛素分泌和 2 型糖尿病及心血管疾病风险相关。

    这项研究的负责人 Louise Brunkwall 认为,这些代谢产物可能一部分由肉类摄入决定。他说:“我们鉴定出的代谢产物包含许多支链氨基酸,这些氨基酸主要来源于动物食品。这与其它研究一致,表明高蛋白摄入会增加多种疾病的患病风险。”

    Brunkwall 说,后续研究需要集中在如何改变肠道细菌的组成以减少肥胖的风险,以及健康肠道应该是什么样子,什么因素会改变菌群组成。

    哥本哈根大学诺和诺德基金会基础代谢研究中心教授 Oluf Pedersen 表示,目前还没有明确的证据表明,瘦子和胖子的肠道菌群图谱存在显著差异。但是,肠道菌群多样性的重要性已被证明

    Pedersen 团队分析了 123 名正常体重人群和 169 名肥胖人群的肠道菌群。发现有 23% 的人肠道菌群相对丰度较低,这些人更易有肥胖、胰岛素抵抗和高血脂以及血液中炎症标志物水平上升等问题,所有这些因素都会增加 2 型糖尿病和心血管疾病的患病风险。那些菌群多样性比较低的胖子,在过去的 9 年里体重增加了很多。

    Pedersen 说,目前还不清楚为什么有些人的肠道菌群丰度要比别的人高。但有一点科学家们是清楚的,广谱抗生素治疗会导致肠道菌群多样性丧失并且不可逆。

    肠道菌群多样性与体重上升的因果关系目前还未完全清楚,但是可以肯定的是,肠道菌群会影响新陈代谢

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    图片来源:站酷海洛

    有研究表明,我们或许可以通过增加膳食纤维的摄入来提高肠道菌群的丰度。参与这项研究的诺丁汉大学副教授 Ana Valdes 解释说,当我们食用膳食纤维时,我们的肠道菌群会将其分解成短链脂肪酸,其中的丁酸盐是一种与瘦和较低炎症有关的抗炎物质。

    她说 :“如果 2 型糖尿病患者采用高膳食纤维饮食,体内的丁酸盐会增加,可以减轻糖尿病程度。”

    “我们应该进行适当的测试,肠道菌群代谢膳食纤维后产生的物质能够调节胰岛素敏感和能量代谢。” Valdes 说。

    目前为止,关于体重和肠道健康之间关系的最具突破性的研究涉及到一种叫做Christensenellaceae的细菌。大约97%的人的肠道内都检测到了这种细菌,但在体型瘦的人体内会更多。

    “以前从未听说过这种菌,我们为命名一种新的微生物而自豪。” 该研究的首席研究员、马克斯·普朗克进化生物学研究所微生物科学系主任 Ruth Ley 说。

    “我们需要仔细搜索一下之前有没有这个菌的相关研究,它刚被命名不久,通过名字在数据库中是搜不到它的,只能通过基因序列搜索。”

    研究人员将肥胖者的菌群移植到小鼠体内,并随之加入了Christensenellaceae,结果发现这种细菌可以保护老鼠不增重。

    研究团队中的 Jillian Waters 是发现这种细菌有预防小鼠增重功能的研究者。她说:“宿主基因对 Christensenellaceae 的相对丰度的影响只占 40% 左右,我们不知道另外 60% 的影响来自哪里。”但她预测这种影响来自我们的饮食和生活方式。现在研究人员正试图彻底解开它的秘密,它是如何起作用的,来自哪里,以此给未来的新疗法奠定基础。

    与此同时,以色列魏茨曼研究所的研究人员发现了一种个体化饮食干预方法,既有利于肠道健康,又能降低与肥胖相关的糖尿病风险。

    研究人员招募了1000名志愿者,要求他们每5分钟测量一次血糖水平,记录饮食、睡眠、体感,持续一周时间。结果发现不同人对相同食物的反应不同。

    该研究项目首席科学家 Eran Segal 说:“很多人对食物的反应都是预期的那样,例如,吃不含任何含糖食物会使大多数人的血糖保持稳定,含糖食物会使血糖水平飙升,但不同人之间发生的程度差异很大。”

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    “西红柿是一种健康的食物,但它能使一些人的血糖水平飙升,因此这些人应该控制西红柿摄入量。还发现一些人,他们在单独吃某种食物时,可能血糖反应不好,但是当和其它食物一起食用时就好多了。” Segal 说。

    根据收集的数据,研究人员开发了一种算法,该算法会根据一个人的肠道菌群组成预测对摄入不同食物后的血糖水平。研究人员招募了25名志愿者,先是让他们吃一周对血糖水平 “有利” 的食物,再吃一周对血糖水平 “不利” 的食物,通过算法找到了适合他们的饮食后,这能改变他们的血糖反应,成功地控制血糖水平。

    Segal 说,我们的肠道菌群以及对不同食物的血糖反应会随着时间而变化,但是这需要很长时间。并且我们自身肠道菌群变化前后的相似度也远高于与别人肠道菌群的相似度。

    该算法已经授权给了创业公司DayTwo, 现在已经在以色列和美国开展业务了,未来还会将业务延伸到英国。

    Segal 正在针对糖尿病前期和糖尿病患者开展一项研究,观察使用该算法指导病人进行个体化饮食一段时间后,能否逆转糖尿病前期和糖尿病患者的情况。

    研究人员希望在未来五年内能找到更多个体化的治疗方法,但还有很多工作要做。

    Kashyap 说:“我们的肠道菌群能进行复杂的生化反应。我们现在需要弄清楚,这些细菌如何影响肥胖、糖尿病等这些复杂、多因素疾病的进程。”

    “肠道菌群是不断变化的,我们能够对其进行调节。如果我们能弄清楚肠道菌群是如何影响肥胖的进程,我们就能够在多个层面上对肥胖症进行治疗,每个因素都会对疗效产生影响。毫无疑问,菌群是解决方案的一个重要部分。” Kashyap 说。

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