簡(jiǎn)析肥胖、運(yùn)動(dòng)、腸道菌群機(jī)制作用及其相關(guān)性研究

徐昊然

（揚(yáng)州大學(xué)，江蘇 揚(yáng)州 225127）

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我水平的不斷提高，越來越多的人出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)過剩的癥狀。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為這種營(yíng)養(yǎng)過剩極為營(yíng)養(yǎng)好，她反映了個(gè)體的營(yíng)養(yǎng)狀況，并且將它戲稱為“發(fā)?！薄Ｓ捎谀壳吧鐣?huì)隨著工業(yè)化，都市化和現(xiàn)生活現(xiàn)代化巨大社會(huì)經(jīng)濟(jì)變革，膳食能量也大幅提高，肥胖癥席卷全球特別是發(fā)達(dá)國(guó)家迅速流行。眾多研究證實(shí)，肥胖加劇胰島素抵抗，肥胖是2 型糖尿病的重要誘發(fā)因素，并且隨著肥胖程度的增加，糖尿病的發(fā)病率也隨之增加。中度肥胖的糖尿病發(fā)病率約為正常人的四倍，而高度肥胖的糖尿病患病率是正常人的30 倍。隨著糖尿病患病率的增加，糖尿病大小血管并發(fā)癥像心肌梗死，腦卒中，尿毒癥等引起的死亡率也隨著上升。此外，肥胖還能引起心臟結(jié)構(gòu)和功能廣泛的改變，尤其是持續(xù)重度肥胖更佳明顯。肥胖不但損害心臟健康，而且體質(zhì)分布與冠狀動(dòng)脈狹窄程度有關(guān)，是心絞痛和猝死的危險(xiǎn)因素，還對(duì)公共資源和醫(yī)療開支也增加了巨大的負(fù)擔(dān)。據(jù)調(diào)查，我國(guó)一年僅用于糖尿病的醫(yī)療花費(fèi)就高達(dá)270 億元人民幣，因此，肥胖人及其相關(guān)治療，預(yù)防成了社會(huì)普遍關(guān)注的熱點(diǎn)話題。

1 肥胖的危害

1.1 肥胖影響消化系統(tǒng)的功能

肥胖者常有食欲亢進(jìn)、便秘和腹脹等癥狀，其胃的最大容量較正常人明顯增大，可能有容量擴(kuò)張介導(dǎo)的胃飽閾值的增高。肥胖與非酒精性脂肪性肝病的關(guān)系密切，發(fā)病率比一般人高出46 倍。美國(guó)肥胖人群中114-213 患有脂肪肝。肥胖者膽石癥發(fā)病率較正常人高。

1.2 肥胖影響內(nèi)分泌系統(tǒng)的功能

肥胖患者多伴有高胰島素血癥，糖耐量異常，其發(fā)生率比正常人高1 倍。眾多的研究證實(shí)，肥胖加劇胰島素抵抗。肥胖是2 型糖尿病的重要誘發(fā)因素，隨著肥胖程度的增加，糖尿病的發(fā)病率也隨之增加。中度肥胖的糖尿病發(fā)病率約為正常人的4 倍，而極度肥胖者的糖尿病患病率高于正常人30 倍。隨著糖尿病患病率的增加，糖尿病大小血管并發(fā)癥，像心肌梗死、腦卒中、尿毒癥等引起的死亡率也隨之上升。隨著體重下降，葡萄糖耐量改善，胰島素分泌減少，胰島素抵抗減輕。

1.3 增加某些癌癥發(fā)生的危險(xiǎn)

與內(nèi)分泌有關(guān)的癌癥（如婦女絕經(jīng)后的乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌、卵巢癌、宮頸癌，男性的前列腺癌）及某些消化系統(tǒng)癌癥（如直腸癌、膽囊癌、胰腺癌和肝癌）的發(fā)病率與超重和肥胖存在正相關(guān)，但究竟是促進(jìn)體重增長(zhǎng)的膳食成分（如脂肪），還是肥胖本身與癌癥的關(guān)系更為重要，值得進(jìn)一步研究。肥胖與癌癥之間的關(guān)系可能與肥胖者的年齡，種族、家族史、脂肪分布以及性激素水平等因素有關(guān)。肥胖增加子宮內(nèi)膜癌及乳腺發(fā)生的危險(xiǎn)性與性激素水平關(guān)系密切。

1.4 肥胖對(duì)兒童少年健康的危害

肥胖不僅危害成人健康，而且危害兒童少年的健康。人們對(duì)兒童肥胖危害性的認(rèn)識(shí)于成人，直到20 世紀(jì)90 年代，學(xué)者們才將兒童肥胖的含義從“具有危險(xiǎn)性的肥胖”變成“疾病性肥胖”。肥胖患兒承受著巨大的身心壓力，其危害性不容低估。 在身體方面，肥胖使兒童智力發(fā)展緩慢，大腦相對(duì)供氧不足，大腦思維能力減低，

2 腸道菌群

近年來，隨著二代測(cè)序技術(shù)，基因組學(xué)的等技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，人們對(duì)腸道微生物的研究也不斷深入。腸道菌群是指寄居在腸道中樹那龐大，種類繁多的微生物的總稱。健康的腸道微生物具有保護(hù)腸道，調(diào)節(jié)機(jī)體免疫，抗炎癥等作用。伴隨演著一個(gè)重要的角色。腸道菌群被認(rèn)為是我們?nèi)梭w的第二基因組，成人那腸道微生物大約有330 萬個(gè)基因是人類基因的150 ～240 倍腸道菌群影響著機(jī)體對(duì)能量的代謝，營(yíng)養(yǎng)吸收，免疫炎癥等過程。

腸道菌群和肥胖的相關(guān)性。2006 年Ruth E.ley 博士研究表明，肥胖與腸道菌群密切相關(guān)該研究意味著腸道菌群對(duì)于肥胖有著具有潛在的治療意義。此后有研究指出腸道菌群的種類的豐度降低，可能導(dǎo)致肥胖者的血液異常，有輕微的炎癥表現(xiàn)，并伴有一定的胰島素抵抗。2013 年，丹麥的一項(xiàng)研究對(duì)123 為非肥胖者和169為肥胖者的個(gè)體腸道菌群進(jìn)行基因圖譜分析，其中。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，肥胖與非肥胖人群在菌落群基因組數(shù)目和金楓路上存在差異，與膏菌群豐度的正常體重的個(gè)體相比，肥胖菌群明顯更低，并且伴有胰島素抵抗，血脂異常及炎癥等相關(guān)表現(xiàn)。我國(guó)近幾年對(duì)于腸道菌群和肥胖的相關(guān)性進(jìn)行了一定的研究。2017 年，上海瑞金醫(yī)院聯(lián)合華大基因利用宏組技術(shù)和基因關(guān)聯(lián)群組建了217 個(gè)肥胖患者的基因群組，結(jié)果表明，正常人的腸道菌群叫肥胖者的腸道菌群更加豐富，且肥胖者的腸道菌角分鐘多型四桿菌的含量明顯降低。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，將成年女性雙胞胎肥胖患者的腸道微生物移植至低脂飲食喂養(yǎng)的無菌小鼠后，發(fā)現(xiàn)小鼠的體重明顯增加。研究發(fā)現(xiàn)，將正常小鼠的菌群移植到腸道無菌小鼠體內(nèi)，在2 周內(nèi)沒有增加任何食物消耗和明 顯能量消耗差異的同時(shí)，腸道無菌小鼠增加了60%的身體脂肪，這首次表明肥胖可能與腸道菌群有關(guān)。而在糞菌移植研究中發(fā)現(xiàn)，肥胖患者接受瘦 人腸道糞菌移植6 周后胰島素抵抗得到顯著改善，進(jìn)一步證明了腸道菌群與肥胖之間具有因果關(guān)系。已有研究發(fā)現(xiàn)梭菌屬（Clostridium）、雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）和擬桿菌屬（Bacteroides）等腸道 微生物結(jié)構(gòu)的改變會(huì)影響葡萄糖苷酸化和硫酸化能力，進(jìn)而引起肥胖癥的發(fā)生。從某種層面來說，如何改變腸道菌群的組成模式，對(duì)于肥胖的控制具有重要意義。以上研究不論是從動(dòng)物實(shí)驗(yàn)還是人體實(shí)驗(yàn)，均表明腸道微生物在肥胖的發(fā)生關(guān)系中扮演著極為重要的作用，對(duì)腸道微生物的干預(yù)或許是未來治療肥胖的新方法，新手段。

3 運(yùn)動(dòng)與腸道菌群

適量運(yùn)動(dòng)不但能增加身體的能量消耗并且能使肌細(xì)胞線粒體內(nèi)有關(guān)脂肪氧化的活性酶提高，從而增強(qiáng)機(jī)體利用脂肪供氧的你提供體質(zhì)的恢復(fù)。與此同時(shí)，肌肉活動(dòng)影響著機(jī)體的能量代謝水平，不僅要運(yùn)動(dòng)時(shí)消耗更多的能量，而且運(yùn)動(dòng)結(jié)束后耗氧量保持較高水平及能量消耗，人高于運(yùn)動(dòng)前的安靜水平。長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)也可以加速脂肪酸和磷酸甘油的氧化，并且運(yùn)動(dòng)可以降低預(yù)即飽腹感。此外，由于肥胖患者多伴有血脂異常，因此，長(zhǎng)期又要運(yùn)動(dòng)可以促進(jìn)血漿體水解，減少血漿ldl的含量，增加血漿HDL 的含量，改善血脂異常，減少病發(fā)動(dòng)脈硬化及冠心病的危險(xiǎn)。

3.1 運(yùn)動(dòng)與腸道菌群及的相關(guān)性

雖然越來越多的證據(jù)都指出運(yùn)動(dòng)對(duì)腸道相關(guān)性及肥胖都有積極地調(diào)整型作用可以有效調(diào)節(jié)腸道菌群的成分和結(jié)構(gòu)，提高腸道菌群的豐富度，增加有益菌數(shù)量，保持菌群平衡，從而促進(jìn)機(jī)體健康。但目前對(duì)于具體形式，運(yùn)動(dòng)時(shí)間，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)涼等因素的影響還未探索。目前腸道菌群功能與運(yùn)動(dòng)相關(guān)性的研究還處于初級(jí)階段，運(yùn)動(dòng)對(duì)腸道菌群的影響正得到諸多動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及人體試驗(yàn)的硏究證實(shí)。Peter等通過研究運(yùn)動(dòng)對(duì)肥胖鼠、非肥胖鼠、髙血壓鼠腸道菌群的影響，證實(shí)了運(yùn)動(dòng)可以在菌屬的水平上改變腸道菌群的組成及多樣性。2014 年Clake 等，針對(duì)愛爾蘭橄欖球運(yùn)動(dòng)員胃腸道菌群多樣性的一項(xiàng)硏究結(jié)果表明，專業(yè)運(yùn)動(dòng)員胃腸道菌群多樣性顯著優(yōu)于不同身體指數(shù)（ body mass index，BMI）的對(duì)照者，運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)的炎癥指標(biāo)很低，代謝指標(biāo)良好2015 年，臺(tái)灣國(guó)立體育大學(xué)的硏究人員首次報(bào)道腸道菌群對(duì)小鼠運(yùn)動(dòng)能力的影響，發(fā)現(xiàn)不同的腸道微生物狀態(tài)可能調(diào)節(jié)抗氧化酶防御體系以改變身體抗疲勞及運(yùn)動(dòng)能力。2016 年，Petersen 等選取并采集33 名自行車運(yùn)動(dòng)員的菌群樣品進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其腸道菌群中高豐度的普氏菌屬與每周訓(xùn)練時(shí)間相關(guān)，而普氏菌屬豐度增加與氨基酸及碳水化合物代謝通路相關(guān)。2017 年國(guó)際頂級(jí)科學(xué)雜志《自然》刊登了耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)的研究論文，他們的發(fā)現(xiàn)解釋了“腸道菌群究竟是如何引起肥胖的”。最近哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院 Jonathan Scheiman 博士等的研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，腸道菌群組成與人體運(yùn)動(dòng)能力之間可能存在直接聯(lián)系。

近日發(fā)表在微生物學(xué)前沿（Frontiers in Microbiology）上的一項(xiàng)研究關(guān)注了耐力運(yùn)動(dòng)對(duì)腸道微生物組的影響。該研究對(duì)受試者進(jìn)行了六周的運(yùn)動(dòng)，并沒有改變測(cè)試者的飲食和生活方式，結(jié)果發(fā)現(xiàn)6 周的運(yùn)動(dòng)可以助于腸道改善菌群。除了人體試驗(yàn)外，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了運(yùn)動(dòng)有助于改善腸道菌群。因此，來自美國(guó)伊利諾伊大學(xué)的Jeffrey Woods 教授和美國(guó)國(guó)家兒童醫(yī)院的博士后Jacob Allen 共同進(jìn)行的這項(xiàng)研究表明，運(yùn)動(dòng)的確有效改善了腸道菌群，讓腸道抵抗力更強(qiáng)，炎癥反應(yīng)更少。

上述結(jié)果提示，運(yùn)動(dòng)確實(shí)可以有效改善機(jī)體代謝，降低炎癥反應(yīng)，有利于提升腸道菌群的多樣性，并可以改變腸道內(nèi)不同分類水平上菌群成分比例及結(jié)構(gòu)，維護(hù)菌群正常結(jié)構(gòu)。因此，如能更深入關(guān)注運(yùn)動(dòng)員的腸道菌群結(jié)構(gòu)特征改變，可望為進(jìn)一步提升運(yùn)動(dòng)員總體健康水平及體能儲(chǔ)備提供依據(jù)。

3.2 促進(jìn)腸道菌群代謝

眾所周知，運(yùn)動(dòng)是機(jī)體通過代謝而產(chǎn)生能量，從而之去支撐的，而機(jī)體的代謝又與我們的腸道菌群息息相關(guān)。運(yùn)動(dòng)通過消耗能量，從而加速身體代謝，有關(guān)運(yùn)動(dòng)對(duì)代謝綜合征中腸道菌群影響結(jié)果顯示運(yùn)動(dòng)或許可作為潛在的環(huán)境刺激因素，通過影響腸道菌群的結(jié)構(gòu)和功能從而影響機(jī)體的代謝。

雖然Welly 等研究發(fā)現(xiàn)，久坐和運(yùn)動(dòng)均能降低脂肪組織炎癥，但是運(yùn)動(dòng)更累，引起腸道菌群的強(qiáng)烈變化，由此推測(cè)，運(yùn)動(dòng)在肥胖防治中起到更好的效果。

3.3 保護(hù)腸道

蔣興宇的人研究顯示，運(yùn)動(dòng)可以調(diào)整腸道菌群的結(jié)構(gòu)，抑制有害菌，增加有益菌，并且通過腸道菌群與腸道黏膜之間的對(duì)話人體健康產(chǎn)生積極的影響。但目前對(duì)于運(yùn)動(dòng)如何改善場(chǎng)的機(jī)制的。機(jī)制知之甚少，運(yùn)動(dòng)改善腸道炎癥的一個(gè)黑姐適時(shí)運(yùn)動(dòng)已經(jīng)被證明可以增加腸淋巴細(xì)胞中的抗氧化美抗炎細(xì)胞因子和抗蛋白。凋零的表達(dá)。同時(shí)觀察到運(yùn)動(dòng)可以減少減少腫瘤壞死因子，從而證明運(yùn)動(dòng)可以調(diào)節(jié)腸道免疫。此外，運(yùn)動(dòng)可以減輕。運(yùn)動(dòng)者的壓力也對(duì)腸道屏障功能有一定的影響。

4 小 結(jié)

綜上所述，運(yùn)動(dòng)，肥胖以及腸道菌群是有一定的相關(guān)性和聯(lián)系性的。運(yùn)動(dòng)不但能減低肥胖的程度，還能對(duì)腸道菌群有一定的影響作用。但本文只是簡(jiǎn)述三者之間可能存在的聯(lián)系。他們?nèi)叱珊畏N相關(guān)性怎么樣的關(guān)系需要更多的科學(xué)家在進(jìn)一步的科研實(shí)踐中探索。