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《自然》子刊:啥?肚子上的小肥肉也和肠道微生物有关!科学家发现肠道微生物调节人体脂肪分布的秘密|科学大发现

编辑:咸阳瀚林中医结肠病研究所  时间:2018-06-21

话说夏天到了,奇点糕每天早上上班最痛苦的事情莫过于挤地铁了,因为,真!的!好!热!啊!尤其是挨到了一些挺着“将军肚”的男士的时候,内心瞬间开始疯狂弹幕(真的戏很足)。

当然了,不是指责男性,现代的生活方式和工作方式让大家都很容易屯出小肚子。如果只是单纯肉多也就罢了,但是说真的,绝大多数“将军肚”都意味着内脏脂肪过多。它与2型糖尿病和心血管疾病的密切关系不用多说,另外可能很多人不知道,它还会增加癌症风险呢(《自然》子刊:肚子上赘肉多要当心了,科学家或找到了腹部脂肪堆积导致癌症的分子机制 | 科学大发现)!

其实吧,除了久坐不运动这种陋习,一项发表在《自然 遗传学》上的新研究[1]还发现,肠道微生物的代谢产物也会影响脂肪的分布,和腹部肥胖有很大关系!

《自然》子刊:啥?肚子上的小肥肉也和肠道微生物有关!科学家发现肠道微生物调节人体脂肪分布的秘密|科学大发现

这项研究由伦敦国王学院的研究人员完成,他们通过分析志愿者的粪便代谢组,找到了与腹部肥胖有关的一系列代谢物。另外,研究人员发现,粪便代谢组的组成虽然也会受到遗传基因的影响,但是比例很小,大部分还是归因于肠道微生物,受到饮食的调节。这就意味着,我们或许可以通过改变饮食来改变肠道微生物对脂肪的处理和“分配”,消灭“将军肚”

肠道微生物的代谢产物现在也很受研究人员的重视,它们能够调节宿主与肠道微生物的相互作用,像短链脂肪酸这一家子在各种研究中就出镜率很高,比较为人熟知,其中乙酸可以维护肠道屏障,丁酸则具有抗炎特性。

这项新的研究是基于一个英国的,包含500对双胞胎的志愿者队列,研究人员对他们粪便样本中的1116种代谢物进行了分析。虽然说是双胞胎,但两个人的体型、胖瘦也是不完全一样的。除了基因之外,还有什么影响因素呢?

《自然》子刊:啥?肚子上的小肥肉也和肠道微生物有关!科学家发现肠道微生物调节人体脂肪分布的秘密|科学大发现

在此之前,已经有很多研究指出,肥胖与非肥胖人群的肠道微生物组成是不同的,他们的细菌代谢产物水平也不同。而且研究人员在他们上一个研究中证明,内脏脂肪与肠道微生物之间有很强的相关性[2]。

上一个研究中,研究人员发现,内脏脂肪与肠道微生物的多样性成反比关系,也和颤螺菌属、毛螺菌属和瘤胃球菌属的细菌丰度成反比。

当微生物的组成发生变化时,代谢产物的水平往往也会随之变化,而且,代谢产物的变化反映的是“肠道中一个动态的过程”,是肠道微生物的活性。有时候我们说一个人胖是因为“消化能力太强”,可不就是在说ta的肠道微生物活跃度高吗?

这次的粪便代谢组分析果然发现,代谢产物与腹部肥胖有很强的关联!研究人员发现了77种相关代谢物的富集,其中氨基酸占的比例最大,有43种,其次是脂肪酸,还有少数核苷酸、糖类以及维生素。其实研究人员也计算了代谢组与BMI之间的关联,发现只有8种有相关性,这也说明,肠道微生物的活跃度对内脏脂肪的影响比BMI可大多了。

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研究人员对上次研究中涉及到的3个属的微生物丰度与这些代谢产物水平之间的关系进行研究,发现它们与氨基酸的水平有明显的负相关关系。因此,这些微生物可能就是通过增加氨基酸的利用或是减少氨基酸的产生来抵抗脂肪囤积在腹部的。

虽然说粪便中的代谢物应该大都是由食物分解产生的,也就是由肠道微生物调控。不过微生物的代谢过程也受到宿主基因的影响,好在研究人员发现,这种影响并不强烈,量化来看只有不到1/5(17.9%),而环境因素,也就是饮食,能够影响67.7%!这样看来,靠调整饮食结构改善肠道微生物组成和活性来减肥还是相当靠谱的。

在大家都对肠道微生物本身抱有极大热情的时候,这群研究人员怎么突然想到要研究代谢产物的影响了呢?其实还是源于奇点糕前面所说的那个“动态过程”。

我们利用测序的方法探究肠道中微生物的“身份”,可以绘制出一幅“微生物组成平面图”,但是身份鉴定出来之后,我们怎么知道这个细菌是死是活?如果是活细菌的话,活性如何?在消化食物、执行日常功能的时候是活跃还是怠惰?这些问题是测序不能解决的,但是它反映了肠道微生物的“功能性”,能让平面图立体起来。

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所以研究人员选择了粪便代谢组,他们认为,未来,粪便代谢谱分析会成为探索肠道菌群与一些疾病等“外在表现”之间的联系的新工具

消化食物产出代谢产物是细菌的一个主要功能,所以代谢产物的水平可以一定程度上反映细菌的活跃程度,加上细菌之间也是分工合作,不同的细菌消化的食物和产生的代谢产物不完全相同,一旦对应关系建立好,研究人员就可以精准地用代谢产物去研究相应细菌的活性了。

而通过这次的研究,研究人员也建立了一个综合数据库,用数学模型展示了肠道微生物与不同的代谢物之间的关系,为以后的研究提供便利。发展到“终极形态”的时候,我们的研究人员或许就可以先构建出一个“理想的”肠道微生物结构,然后找到对应的代谢产物的水平,再通过饮食去调整现有的结构,达到治疗等目的。(奇点糕想想还觉得挺向往的,科技发展真的很奇妙)

研究的通讯作者之一,研究小组的负责人Tim D. Spector教授表示,这个研究令人欣喜的地方在于,一是他们明确知道了代谢物对健康具有重要意义,二是代谢物主要是受到我们所吃的食物而不是基因的调控,毕竟从基因层面入手进行药物研发更加困难,而饮食就好解决的多,无论是药物、益生菌还是配方饮食都是可以发展的方向[3]。

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