不同減肥方式通過腸道菌群影響肥胖

李晶芳，方瑾，戴卓文，侯雨晴，李馨泉，王濤

（武漢科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院，湖北 武漢 430081）

0 引言

自1975年以來，全世界的肥胖人數(shù)幾乎增加了兩倍，肥胖的危害在于增加心血管疾病、糖尿病、肌肉骨骼疾病患病風(fēng)險。24.0 kg/m2≤BMI＜28.0 kg/m2為超重，BMI≥28.0 kg/m2為肥胖；中心型肥胖可以直接通過腰圍判定：男性腰圍≥90 cm，女性腰圍≥85 cm即可判定為中心型肥胖[1]。腸道菌群作為一個重要因素參與體重的調(diào)節(jié)，其中豐度最高的是厚壁菌門與擬桿菌門。Ley RE等人最先將腸道微生物群與肥胖癥聯(lián)系起來，瘦人和肥胖個體的腸道微生物群的比較顯示，肥胖受試者的擬桿菌比例降低，厚壁菌門水平更高[2]。

1 腸道微生物群影響肥胖的機(jī)制

腸道菌群影響肥胖的機(jī)制主要包括腸腦軸、短鏈脂肪酸、炎癥反應(yīng)。

腸-腦-軸指腸道菌群與大腦之間的雙向信息網(wǎng)絡(luò)，血清素是腸-腦-軸的關(guān)鍵元素，人體90%以上的血清素都源于腸道。研究表明，腸道微生物的改變可能有助于調(diào)節(jié)血清素信號。遺憾的是，控制血清素與腸道微生物雙向作用的體內(nèi)機(jī)制確切性質(zhì)目前尚未確定。血清素與肥胖之間的影響是相互的。實(shí)驗(yàn)表明，飲食引起的肥胖會增加血清素水平。同時，血清素分泌減少與肥胖癥、厭食癥和神經(jīng)性貪食癥等有關(guān)[3]。在目前鑒定的眾多血清素受體亞型中，5-HT（1B）和5-HT（2C）受體被認(rèn)為介導(dǎo)血清素誘導(dǎo)的飽腹感，血清素藥物如選擇性5-羥色胺能再攝取抑制劑和5-HT（2C）受體激動劑都已被證明可以顯著減輕嚙齒動物的體重增加，這種作用與明顯的食欲減退密切相關(guān)[4]。

短鏈脂肪酸來源于不能被人體分解的碳水化合物主要包括甲酸鹽、醋酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽。短鏈脂肪酸對機(jī)體能量代謝的影響是不確定的，一方面短鏈脂肪酸通過多種方式影響能量代謝來減輕肥胖。主要方式為增加能量消耗與刺激飽腹激素（胃腸激素肽YY與胰高血糖素-1）的產(chǎn)生從而減輕肥胖[5]。另一方面，短鏈脂肪酸可以促進(jìn)肥胖，丁酸鹽是結(jié)腸上皮細(xì)胞主要能源物質(zhì)，腸道上皮細(xì)胞大多數(shù)能量源于丁酸鹽的氧化。過多的丁酸鹽會給腸上皮細(xì)胞提供更多的能量，從而促進(jìn)肥胖的發(fā)生[6]。

新證據(jù)表明肥胖等代謝性疾病的特點(diǎn)是腸道微生物群成分及其代謝物發(fā)生改變，這些代謝產(chǎn)物跨越被破壞的腸道屏障，影響各種代謝組織，從而導(dǎo)致代謝性炎癥[7]。當(dāng)腸粘膜屏障受到腸道菌群失調(diào)或者是飲食的影響，通透性增高。腸腔中有害物質(zhì)例如脂多糖就會移位至循環(huán)系統(tǒng)導(dǎo)致內(nèi)毒素血癥，內(nèi)毒素血癥會增加人群中肥胖以及二型糖尿病的風(fēng)險[8]。

2 不同減肥方式對腸道菌群的影響

2.1 運(yùn)動與腸道菌群。近年來運(yùn)動在調(diào)節(jié)胰島素敏感性、代謝活動以及促進(jìn)整體健康改善方面的能力得到高度認(rèn)可。運(yùn)動可以優(yōu)化腸道菌群的結(jié)構(gòu)，提高腸道菌群的豐富度，從而增加有益菌的數(shù)量；運(yùn)動還可以降低人體炎癥因子TNFα與脂多糖結(jié)合蛋白[9]。并且在多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中已被證實(shí)運(yùn)動可以降低厚壁菌門與擬桿菌門之比（F/B比值）以及增加腸道菌群的多樣性，但是也有學(xué)者認(rèn)為相比于厚壁菌門與擬桿菌門之比，腸道菌群的多樣性，對于評估運(yùn)動對腸道菌群的更加可靠[10]。

2.2 飲食結(jié)構(gòu)與腸道菌群。飲食結(jié)構(gòu)主要包括西方飲食WD、地中海飲食MD、和無麩質(zhì)飲食（GFD）。WD與正常飲食相比會減少微生物多樣性和改變腸道微生物群的功能，高脂飲食特別是富含長鏈飽和脂肪酸的飲食具有多器官親炎癥作用[11]。MD被認(rèn)為是比WD更健康的飲食，研究顯示典型的MD人群具有較低的肥胖風(fēng)險，MD導(dǎo)致普雷沃氏菌、乳酸桿菌和雙歧桿菌增加和梭菌減少，從而降低炎癥[12]。GFD最初為腹腔疾病患者的建議飲食，但現(xiàn)在已越來越受大眾歡迎。Sanz等招募了10名健康受試者，食用GFD 30 d后受試者腸道有益菌群（雙歧桿菌和乳酸桿菌）減少，同時有害菌增加，理論上這增加了機(jī)會性病原體感染的風(fēng)險[13]。而另一項(xiàng)關(guān)于短期GFD影響的研究表明親炎的菌屬菌屬會減少[14]?？傊?，GFD在臨床上是未知的，并沒有充分?jǐn)?shù)據(jù)來分析其對機(jī)體的影響。

2.3 手術(shù)減肥與腸道菌群。減肥手術(shù)一般用于嚴(yán)重肥胖（BMI＞35 kg/m2，在我國定為BMI＞32 kg/m2）。且至少有一種較嚴(yán)重的并發(fā)癥，如高血壓、糖尿病、睡眠呼吸暫停等。按操作原理可以將減肥手術(shù)分為三類：①限制容量型：胃束帶術(shù)（LAGB）；②吸收障礙型：膽胰分流術(shù)（BPD）；③混合型：胃旁路術(shù)（RYGB）。由于療效好且并發(fā)癥少，臨床治療時常采用胃旁路術(shù)。

鼠RYGB術(shù)后已被證實(shí)腸道菌群中厚壁菌門呈下降趨勢。ValentíVíct等人從RYGB手術(shù)后患者的術(shù)前基線和術(shù)后1個月、6個月和12個月的糞便樣本中生成了16SrRNA基因和宏基因組序列，發(fā)現(xiàn)RYGB術(shù)后變形菌門呈上升趨勢[15]。實(shí)施減肥手術(shù)的人體和小鼠體重都有明顯下降，糖脂代謝及胰島素抵抗明顯改善。這一表現(xiàn)不僅與飲食攝入量減少和能量吸收減少有關(guān)，還可能與術(shù)后腸道內(nèi)菌群的變化有關(guān)。

3 結(jié)論

腸道菌群可以通過多種機(jī)制影響體重，不同的減肥方式又可以通過改變腸道菌群的組成以及腸道局部微生態(tài)進(jìn)而對體重產(chǎn)生影響。運(yùn)動已被證實(shí)可以增加腸道菌群的多樣性，降低全身的炎癥反應(yīng)，不僅如此運(yùn)動還可以預(yù)防高脂肪飲食的副作用從而擁有更健康的腸道菌群。不同的膳食結(jié)構(gòu)都會對體內(nèi)腸道菌群造成不同的影響，最值得一提的是地中海飲食結(jié)構(gòu)可以減少厚壁菌門的發(fā)酵活性從而導(dǎo)致能量收獲和SCFAS生產(chǎn)的減少，如乙酸鹽和丙酸（糖異生和脂肪生成的底物），故而可減少脂肪的生成。而減肥手術(shù)可以解決嚴(yán)重肥胖患者的體重問題,減肥手術(shù)后表現(xiàn)為厚壁菌門的下降與變形菌門的上升腸道菌群中的變形菌門可通過免疫、代謝及生物鐘途徑導(dǎo)致肥胖的發(fā)展。