“肥胖或2型糖尿病及其相关性疾病”，肠道菌群发挥重要作用！
发布时间: 2022-03-191434 次浏览
肥胖能引起一系列健康问题，如高血压、2型糖尿病、心血管疾病、非酒精性脂肪肝、阻塞性睡眠呼吸暂停等。近年来的研究结果表明，健康人群和肥胖或2型糖尿病患者之间肠道菌群的组成结构存在显著差异，肠道菌群可能在肥胖及其相关性疾病的发生中发挥重要作用。
肠道菌群概述
肠道菌群结构十分复杂，功能也十分多样化。但有趣的是，胎儿刚出生时肠道是无菌的。但是，随着胎儿与外界环境的接触和母乳的喂养，肠道菌群的复杂性不断增加，并最终基本趋于成人的菌落结构特征。成人胃肠道定植着大约1000-1150种细菌，形成一个约1.5kg重的菌群生态系统，其中绝大多数为严格厌氧菌，其细胞总量几乎是人体自身细胞的10倍。如此数量庞大的肠道菌群和宿主形成一个超级生物体，相互作用，实现生态共享，影响着人体的生理代谢，并为宿主提供不具备的酶和生化代谢通路。
肠道菌群引起肥胖的作用机制
01 肠道菌群与能量代谢
肠道细菌最重要的代谢功能是能够通过编码糖酵解途径（EMP）、磷酸戊糖途径（HMP）、糖类厌氧分解途径（ED）等中的糖苷水解酶，从而发酵食物中宿主自身不能消化的多糖，将其转化为单糖和代谢终产物短链脂肪酸。短链脂肪酸能为多个器官提供能量，包括结肠黏膜组织、肝脏、部分的肌肉和脂肪组织。
02 肠道菌群与脂肪生成
肠道菌群不仅能够促进宿主吸收更多的能量，还能够调控体脂的生成。Backhed等人研究发现，正常喂养的小鼠的体脂含量比无菌小鼠高40%，性腺脂肪含量高47%，并且正常小鼠的进食量比无菌小鼠低。将正常小鼠的肠道菌群克隆到无菌小鼠体内，饲喂条件不变，两周后其脂肪量增加60%，并且出现胰岛素抵抗。这表明肥胖可能与肠道菌群有关。导致体重增加的可能因素是：肠道菌群能发酵人体不能消化的多糖形成短链脂肪酸，短链脂肪酸能够诱导脂肪合成；高血糖和胰岛素血症刺激脂肪生成。
03 肠道菌群与内毒素血症
肥胖发生后，由于巨噬细胞对脂肪组织的渗透和脂肪细胞自身产生炎症因子，使得脂肪组织发炎。巨噬细胞会聚集很多脂类，形成泡沫状细胞。脂肪细胞和巨噬细胞表现出同样的特征，即表达炎症因子、FABPs(脂肪酸结合蛋白)、核激素受体等。而脂多糖(LPS)是革兰氏阴性细菌细胞壁中的一种成分，由革兰氏阴性杆菌溶解后释放，是内毒素产生毒性效应的主要生物活性成分。Cani通过系列研究揭示了肠道菌群改变促使肥胖发生机制的假说，即高脂饮食通过改变肠道菌群结构，引起代谢性内毒素血症，然后通过LPS/CD14信号通路引起慢性系统性炎症，导致肥胖、胰岛素抵抗。后来发现，低聚果糖和抗生素治疗均能降低高脂肪喂养小鼠肠道的革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的比率以及血浆内毒素水平，且这种效应与糖耐量改善、体重增加减少、脂肪含量、氧化应激、内脏脂肪组织中巨噬细胞浸润标志物mRNA表达相关。这些研究证实，肠道菌群决定代谢性内毒素血症，代谢性内毒素血症引起的系统性炎症与肥胖、胰岛素抵抗及脂肪肝密切相关。其脂多糖的分类和构造如下：
目前认为，肠道的LPS可以通过胃肠壁进入血液, 首先与存在于血清中的脂多糖结合蛋白(LBP)相互作用，LBP将LPS传递给细胞膜上的CD14和血清中可溶性的CD14，形成LPS/LBP/CD14复合物，该复合物与细胞(如巨噬细胞、嗜中性粒细胞等)的跨膜受体TLR4相互作用，通过一系列信号传递，导致大量炎症因子(IL-1、IL-6、TNF-α等)的表达和慢性系统性炎症，最终引起肥胖和胰岛素抵抗。
04肠道菌群与胃肠道激素
机体依靠胃肠道分泌的多种胃肠激素来进行营养物质的消化吸收利用。胃肠道激素影响人体的能量摄入和能量代谢过程，而且胃肠道激素与肥胖、糖尿病之间关系十分密切。
现将肠道菌群分泌的与能量代谢有关的激素及相关功能概括如下：
如何维护肠道菌群平衡？
微生态制剂
微生态制剂可以分为三类，分别是：益生菌、益生元和益生素，目前已经广泛应用于治疗人体的各种疾病。
益生菌
一些以人或者动物为模型的研究中证明益生菌可以改善肥胖和代谢紊乱疾病。双歧杆菌作为一种益生菌，通过加强肠道的屏障功能发挥有益的作用。乳酸杆菌也是一种益生菌，它可以减少体脂率，并对维持血糖稳态有积极的作用。然而也有部分研究结果与上述结论不符，这可能是由多种因素共同导致的：测序技术的差异、个体的变异、年龄等。但是目前普遍认为科学地运用益生菌和益生元对肥胖和相关代谢疾病是有效果的。
益生元
益生元的定义是：能够被宿主体内的菌群选择性利用并转化为有益于宿主健康的物质。益生元可以改变肠道微生物的组成，促进有益菌的增殖，可能与体重体脂以及脂肪细胞规模降低有关。用益生元来改变肠道微生物促进肠道神经系统的正常反应，从而减少肠道的通透性和代谢内毒素的增加。在人体模型试验中，益生元对血糖和胰岛素血症的影响已经基本证明，但是对体重脂肪含量关系存在一些争议。Hume在最新的研究中发现益生元制品还可以抑制食欲。另外益生元可能具有抗炎作用，一些研究表明肠道微生物可以通过与代谢紊乱相关的炎症反应与肥胖相关联，益生元还可能通过调节肠道微生物来降低食物的摄入量和食欲使体重下降。使用益生菌、益生元或者益生素进行饮食干预的临床研究中表明益生元可使空腹和餐后血糖下降，提高胰岛素的敏感性，但是在体重方面差异无统计学意义。但是，益生菌与益生元合并使用效果更为显著。
