飲食通過調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)對肥胖的影響

單天昊 麻微微

摘 要：肥胖的影響因素眾多，而腸道微生態(tài)在肥胖發(fā)生發(fā)展中的作用逐漸引起關(guān)注。文章綜述了飲食通過調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)對肥胖的影響的研究進展。

關(guān)鍵詞：腸道微生態(tài);肥胖;腸道菌群

肥胖通常用體質(zhì)指數(shù)（BMI）進行判定[1]。WHO在2016年公布數(shù)據(jù)顯示，全球18歲及以上的成年人中有19億人超重，占總?cè)丝诘?9%，其中超過6.5億人肥胖，占總?cè)丝诘?3%[2]。根據(jù)2016年非傳染性疾病危險因素合作組織（NCD-RisC）公布數(shù)據(jù)顯示，1975—2014年，全球肥胖人數(shù)在近40年中增加超過6倍，共有6億多人，而其中我國有約1億肥胖人群，居全球首位[3]?！吨袊用駹I養(yǎng)與慢性病狀況報告（2015年）》中顯示，我國成年人的超重率和肥胖率分別為30.1%、11.9%。更為嚴重的是，我國青少年的肥胖率增加更為顯著，在1985—2010年間增加了38.1倍[4]。影響肥胖的主要因素有膳食因素、遺傳因素、社會環(huán)境因素以及不良生活習(xí)慣等[5-6]。膳食因素方面，能量密度是代表人們攝入單位重量的食物中所含的能量，美國NHS通過對5萬名婦女進行6年的追蹤發(fā)現(xiàn)，膳食能量密度與6年間體重變化呈正相關(guān)[7]。對于83名48～64歲患有2型糖尿病的肥胖患者進行16周高蛋白飲食干預(yù)顯示，患者體重下降明顯，血糖水平有所改善，患心血管疾病的風(fēng)險也有所降低[8]。而遺傳方面，大量研究表明，基因變異對于機體代謝會產(chǎn)生影響，個體間約40%～70%BMI差異都被歸因于遺傳因素[9]。腸道菌群方面，研究發(fā)現(xiàn)，其在腸道內(nèi)的改變可以影響機體對食物的吸收，從而對肥胖產(chǎn)生影響[10]。

1 腸道菌群與肥胖的關(guān)系

正常成人腸道內(nèi)細菌重量約為1.5 kg，微生物數(shù)量為人體細胞的10倍以上，攜帶的基因數(shù)更是人體基因數(shù)的100倍[11-12]。正常人群和肥胖人群的腸道微生態(tài)組成是有差異的，Hao等[13]研究了成都地區(qū)52名肥胖和52名正常體重的志愿者體內(nèi)腸道菌群的種類和數(shù)量差異，發(fā)現(xiàn)肥胖人群腸道內(nèi)的產(chǎn)氣莢膜桿菌與擬桿菌屬的種類和數(shù)量均大幅度減少。Turnbaugh等[14]對美國密蘇里州的54對BMI有差異的雙胞胎進行腸道微生態(tài)的檢測發(fā)現(xiàn)，其中肥胖者的腸道菌群生物多樣性減少，而且菌群種類中厚壁菌門與放線菌門豐度增加與肥胖緊密相關(guān)。Chatelier等[15]對丹麥292名志愿者研究發(fā)現(xiàn)，肥胖者和非肥胖者腸道菌群在基因組的數(shù)目和菌群豐度上顯示出差異，肥胖者菌群豐度明顯降低，并伴有血脂異常以及胰島素抵抗。Ley等[16]研究證實，肥胖C57BL/6J小鼠與正常小鼠相比，腸道中厚壁菌門的種類和數(shù)量增加，而擬桿菌門的種類和數(shù)量下降，而Turnbaugh等[17]對肥胖與腸道微生態(tài)的關(guān)系研究發(fā)現(xiàn)，肥胖C57BL/6J小鼠腸道菌群中的厚壁菌門種類和數(shù)量的增加使肥胖更容易產(chǎn)生。腸道菌群的變化是發(fā)生肥胖的影響因素，而肥胖的個體，其腸道菌群的變化也會是其繼續(xù)肥胖的誘因。

2 高能量飲食、腸道菌群與肥胖的關(guān)系

飲食可以直接影響腸道菌群的變化，打破腸道微生態(tài)與機體之間的平衡，改變機體代謝，導(dǎo)致肥胖的產(chǎn)生[18]。楊若言等[19]發(fā)現(xiàn)，對于高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖發(fā)生，無菌C57BL/6J小鼠相比于正常小鼠顯著降低，從而進一步確定腸道菌群在高脂飲食誘導(dǎo)肥胖產(chǎn)生中的重要作用。Fava等[20]對英國30～65歲代謝綜合征高危人群進行不同比例的飽和脂肪酸和碳水化合物的飲食干預(yù)后發(fā)現(xiàn)，高碳水化合物低脂肪組腸道菌群中雙歧桿菌的數(shù)量增加，厚壁菌門/擬桿菌門的比例降低，提示高碳水化合物飲食比高脂肪飲食更能促進腸道中有益菌數(shù)量的增加，而高脂肪低碳水化合物組發(fā)現(xiàn)腸道菌群總數(shù)下降，但是對體重的影響變化不明顯。孫兆男等[21]對高脂高糖飼料飼喂6周的雌性C57BL/6J小鼠與標(biāo)準(zhǔn)飼料喂養(yǎng)小鼠比較后發(fā)現(xiàn)，高脂高糖飲食可導(dǎo)致小鼠體重增加，腸道菌群的種類和數(shù)量均下降，同時血清脂代謝異常水平顯著升高。Perry等[22]發(fā)現(xiàn)，通過高脂飲食破壞大鼠腸道微生態(tài)后，可以增加其腸道內(nèi)和血液中乙酸的量，激活副交感神經(jīng)系統(tǒng)，提高食欲，進而引發(fā)肥胖和相關(guān)代謝疾病。Cani 等[23]研究發(fā)現(xiàn)，對C57BL/6J小鼠喂食高脂飼料或者注射大腸桿菌的脂多糖（LPS）都會誘發(fā)其產(chǎn)生肥胖，而高脂飼料正是誘導(dǎo)了小鼠產(chǎn)生內(nèi)毒素血癥才引發(fā)小鼠肥胖。

3 飲食干預(yù)腸道菌群改善肥胖

Albenberg等[24]研究表明，以高纖維飲食為主的非洲兒童與以高動物性蛋白質(zhì)和脂肪、低碳水化合物飲食為主的歐洲兒童腸道菌群有顯著差異。林涅等[25]發(fā)現(xiàn)，植物蛋白能夠增加腸道內(nèi)雙歧桿菌和乳桿菌屬的細菌數(shù)目，加強腸道的屏障功能，減少炎癥反應(yīng)的出現(xiàn)。因此通過改變膳食結(jié)構(gòu)，從而探究腸道細菌的不同變化是研究腸道微生態(tài)與肥胖之間關(guān)系的主要方式。曾瑤池等[26]通過干預(yù)單純性肥胖者主食，發(fā)現(xiàn)以全谷豆類作為主食的實驗組經(jīng)過干預(yù)后腸道菌群中雙歧桿菌、乳酸桿菌、擬桿菌的種類和數(shù)量顯著增加，但是以細糧為主食的對照組腸道細菌并沒有發(fā)生如此變化。Haenen等[27]研究表明，全谷物中所含的抗性淀粉可以使雙歧桿菌與乳酸桿菌的生長情況得到改善。王志凡等[28]對27只飲食誘導(dǎo)肥胖的雄性SD大鼠飼料中增加10%抗性淀粉，結(jié)果表明，抗性淀粉的增加可以使大鼠腸道菌群中的雙歧桿菌和乳酸菌數(shù)量顯著增加，同時大腸桿菌的數(shù)量減少。李漢榮等[29]分別對雌雄各20只C57BL/6J小鼠分組進行高脂飼料喂養(yǎng)并分別在飼料中添加5%、10%、15%香蕉抗性淀粉，發(fā)現(xiàn)香蕉抗性淀粉可減輕甚至逆轉(zhuǎn)高脂飼料對于小鼠腸道內(nèi)放線菌的抑制，增加雙歧桿菌的數(shù)量，并且有一定的劑量依賴關(guān)系。楊瑩等[30]對8周齡SD大鼠給予高脂高纖維、中脂中纖維和低脂低纖維飲食飼喂養(yǎng)9周后發(fā)現(xiàn)，飲食中添加纖維素可以降低高脂飲食誘導(dǎo)下大鼠體重和血脂血糖的升高，但是膳食中纖維素含量高低與腸道菌群的變化并沒有一致性。通過這些研究可以表明，改變飲食習(xí)慣，多吃粗纖維食物、全谷豆類，可以使腸道菌群發(fā)生顯著變化，從而使體重下降，減少相關(guān)疾病的發(fā)生。

除了改善基本膳食結(jié)構(gòu)外，增加食物中的生物活性成分同樣可以影響機體腸道菌群發(fā)生改變。金露等[31]研究表明，通過給高脂膳食喂養(yǎng)的雄性C57BL/6小鼠灌胃竹茹多糖試樣或飲用水，發(fā)現(xiàn)竹茹多糖可使小鼠腸道微生物的豐富度和多樣性增加，同時，還能逆轉(zhuǎn)高脂飼料引起的厚壁菌門和擬桿菌門比例的增加。張鑫等[32]研究發(fā)現(xiàn)，通過體外厭氧糞樣與分離純化的茶葉兒茶素混合培養(yǎng)可以顯著促進有益菌（雙歧桿菌和乳酸菌）的生長并且抑制有害菌（擬桿菌和梭狀菌）的增殖。沈偉等[33]研究表明，通過對高脂飲食誘導(dǎo)肥胖C57BL/6J小鼠連續(xù)9周喂食辣椒素，其腸道內(nèi)變形菌門豐度顯著降低，擬桿菌屬、糞球菌屬、普氏菌屬和阿克曼氏菌屬的豐度顯著增加，并且通過改變腸道菌群，緩解了高脂飲食導(dǎo)致的小鼠體重上升情況。郭虹雯等[34]通過采集糞便標(biāo)本，培養(yǎng)細菌，熒光原位雜交技術(shù)計數(shù)的方法發(fā)現(xiàn)綠茶茶湯更能促進擬桿菌門細菌的生長，降低厚壁菌門和擬桿菌門的比例，從而對人體產(chǎn)生影響。不同的生物活性物質(zhì)對于身體代謝的影響，也會改變腸道微生態(tài)從而影響機體肥胖，從而減少肥胖相關(guān)疾病的發(fā)生。

4 腸道菌群移植與肥胖發(fā)生的關(guān)系

由于腸道菌群易受到外界影響而發(fā)生變化，因此還可以采用直接接種另一種細菌，從而改變腸道中的優(yōu)勢菌種來影響腸道菌群，預(yù)防肥胖。李在建等[35]研究表明，通過每天灌胃雄性肥胖SD大鼠芽孢桿菌1 mL連續(xù)45 d，可以使腸道菌群種類增多，結(jié)構(gòu)多樣性增加，并且菌群數(shù)量也會增多，這種影響可使大鼠體重銳減。Samuel等[36]研究表明，將多形擬桿菌和史氏甲烷桿菌先后分別14 d對無菌NMRI/KI小鼠進行灌胃，可使小鼠產(chǎn)生熱能和脂肪量增加，而抑制腸道內(nèi)史氏甲烷短桿菌的生長則可以減輕小鼠的體重下降趨勢。Park等[37]研究表明，對C57BL/6J小鼠給予植物乳桿菌HAC01連續(xù)8周每天口服1×108菌落形成單位（CFU）可以緩解小鼠肥胖的發(fā)生。Park等[38]通過實驗表明，連續(xù)6周給予雄性C57BL/6J小鼠每天口服109CFU植物乳桿菌FH185能夠促進擬桿菌門數(shù)量的增加，顯著縮減高脂飲食影響的脂肪細胞尺寸，并且抑制肥胖的產(chǎn)生。Yoo等[39]對于50只雄性C57BL/6J小鼠分別給予高脂飲食、高脂飲食加單一植物乳桿菌、高脂飲食加單一彎曲乳桿菌、高脂飲食加植物乳桿菌和彎曲乳桿菌、正常飲食，持續(xù)9周后發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌和彎曲乳桿菌共同作用后小鼠肝臟的異常代謝得到緩解，同時也減輕了高脂飲食對于肥胖的誘導(dǎo)。周麗紅等[40]研究表明，應(yīng)用雙歧桿菌乳桿菌三聯(lián)活菌片對高脂飲食12周后的雄性Wistar大鼠進行灌胃時，大鼠體重減輕，脂代謝紊亂得到改善，血清膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT）及腫瘤壞死因子α（TNF-α）含量明顯降低，內(nèi)毒素血癥也得到緩解。Aronsson等[41]發(fā)現(xiàn)，對高脂飲食干預(yù)的C57BL/6J小鼠給予副干酪乳桿菌灌胃能顯著減輕其體質(zhì)量，其機制是誘導(dǎo)血管生成素樣4（ANGPTL4）基因的表達，從而抑制了其脂肪組織的堆積。這些實驗表明，益生菌可以粘附定植在腸道表面，和其他細菌共同競爭生存環(huán)境，而其分泌的蛋白還能形成天然屏障，減少腸道對食物的吸收，其分泌的其他代謝產(chǎn)物還可以起到抗炎、抗氧化、調(diào)節(jié)能量代謝的作用，益生菌甚至可以誘導(dǎo)基因的表達，從而抑制脂肪組織的堆積[42]。

目前，菌群移植的實驗方法已經(jīng)逐漸成熟。Ridaura等[43]研究表明，菌群移植可以有效地調(diào)節(jié)宿主代謝，他們通過將肥胖與非肥胖女性的腸道菌群移植到C57BL/6J小鼠中，同時給予相同飼料進行飼養(yǎng)，最終發(fā)現(xiàn)移植肥胖個體菌群的小鼠發(fā)育成肥胖小鼠，而移植非肥胖個體菌群的小鼠也依舊是正常體重小鼠。而Carlucci等[44]通過文獻綜述的方式對糞便微生物與肥胖等疾病相關(guān)研究進行整合，發(fā)現(xiàn)目前對于通過糞便微生物移植人體來干預(yù)肥胖還有待研究。

5 結(jié)論與展望

大量證據(jù)顯示，腸道微生態(tài)的失衡在肥胖以及其他代謝綜合征當(dāng)中扮演了重要角色[45]。當(dāng)然，在詮釋機體不同階段腸道微生態(tài)的變化，從而預(yù)防肥胖相關(guān)問題的發(fā)生方面還有很多的未知因素需要探究，這不僅需要人群作為研究對象，還需要更精準(zhǔn)的分離菌株的方法來保障實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。◇

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Abstract：There are many factors affecting obesity，including dietary factors，hereditary factors，social factors，bad habits and so on.The role of intestinal microecology in the development of obesity has gradually attracted attention.This paper reviewed the research advancement of the effects of diet on obesity by regulating intestinal microecology.

Keywords：intestinal microecology;obesity;intestinal flora