肠道菌群或有助于减肥

【字体: 时间:2015年11月17日 来源:生物通

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  通过研究没有菌群的小鼠,瑞士日内瓦大学医学院的科学家们,能够解释“微生物的缺乏如何对肥胖产生一个显著的效果”。这一研究结果发表在最近的《Nature Medicine》上,可为全新的肥胖治疗方法,打开新的大门。

  

生物通报道:肠道菌群,即生活在我们肠道内的所有微生物,主要是细菌。在过去的几年中,对于肠道菌群的研究,已经开始解开它在我们身体中的巨大作用,以及它如何共生地影响我们器官的功能。特别是,微生物也对热量吸收的方式和脂肪细胞的发育产生影响。通过研究没有菌群的小鼠,瑞士日内瓦大学医学院的科学家们,能够解释“微生物的缺乏如何对肥胖产生一个显著的效果”。事实上,它引发了一种令人惊讶的代谢机制:白色脂肪细胞——它的过量可导致肥胖和胰岛素抵抗,被转化成类似棕色脂肪的细胞(它们被称为“米色脂肪”),以保护身体免于多余的重量及其破坏性的后果。这一研究结果发表在最近的《Nature Medicine》上,可为全新的肥胖治疗方法,打开新的大门。延伸阅读:肠道菌平衡可延缓衰老相关疾病

哺乳动物有2种类型的脂肪:棕色脂肪,其主要功能是燃烧卡路里,以产生热量;而白色脂肪则被用作能量储存。在健康人体内,白色脂肪组织约占身体质量的25%。然而,当过量的时候,白色脂肪会引发胰岛素抵抗和糖尿病。相反,棕色脂肪,可提高胰岛素的敏感性,并且它与肥胖呈负相关。

在应对寒冷或运动时,类似于棕色脂肪的细胞——米色脂肪,可以出现在白色脂肪内,这种称为“褐变现象”。虽然这些米色细胞的起源似乎与白色脂肪相似,但它们的功能不同:在白色脂肪组织内出现的褐色脂肪越多,被燃烧的热量就越多。这表明,刺激米色脂肪的增长,可能是减少肥胖和限制胰岛素抵抗的一种途径。

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肠道菌群意想不到的作用
直到最近,科学家们才开始掌握肠道微生物及其宿主之间关系的程度。现在,越来越多的研究,强调了其对多个代谢途径的调节作用,从而使胃肠道、皮肤、肝脏、大脑和其他许多器官相互连接。

目前,来自日内瓦大学医学院的研究人员证明,肠道微生物也对肥胖有直接的影响:肥胖人群的肠道菌群具有特定的组成,不同于较瘦人群的肠道菌群。事实上,无菌小鼠(出生并关在无菌条件下,即无微生物),移植了来自肥胖者的肠道菌群之后,易发生肥胖和胰岛素抵抗。本文第一作者、细胞生理学和代谢系的Mirko Trajkovski教授说:“我们观察到,微生物可能影响肥胖的发生,我们怀疑,微生物消耗可以通过修改这些不同类型脂肪的数量以及这些不同类型脂肪的平衡,改变胰岛素敏感性。”为了证实他们的假设,研究人员给三组小鼠喂食高热量饮食:无菌小鼠、标准小鼠和之前用高剂量抗生素处理过(这具有完全去除肠道菌的效果)的小鼠。进食高热量饮食的正常小鼠,发展出了肥胖和胰岛素抵抗,而另外两组则仍保持较瘦,并对胰岛素的敏感性更高和耐受性更好。重要的是,它们白色脂肪的数量下降,这伴随着棕色脂肪标记的水平增加。

通过产生额外的米色脂肪来减肥
科学家们观察到,去除微生物——无论是通过抗生素还是无菌小鼠,能够以暴露于寒冷或运动时同样的方式,刺激功能性米色脂肪在白色脂肪内的发展。但这是如何做到的呢?这与特定的细胞类型(称为巨噬细胞)有关。巨噬细胞是免疫系统的一个重要组成部分,履行各种代谢功能,包括组织重塑。它们表达不同的功能性程序,以响应微环境信号,这个过程称为“极化”。极化的巨噬细胞可大致分为两大类:M1和M2,后者能够作用于脂肪,并增加米色脂肪的生产。当它们被耗尽时,一些特定的细胞,称为嗜酸性粒细胞,在白色脂肪中增加,分泌小信号蛋白(“2型细胞因子”),作用于巨噬细胞极化。由于这些蛋白,M1型巨噬细胞转化为M2型巨噬细胞,这会激活白色脂肪的褐变,并减少肥胖。

本文共同第一作者Nicolas Suarez-Zamorano和Salvatore Fabbiano指出:“在小鼠中,治疗后抗生素的效果可以持续几周的时间。然而,用高剂量的抗生素治疗肥胖是不现实的——主要是由于抗生素耐药性的风险,因此,我们要探索抑制或改变微生物的替代方式,并找出引发这一现象的确切细菌基因。然后,我们将只靶定那些基因,而无需耗尽整个肠道菌群。”为了寻找有效的肥胖治疗方法,科学家们将使用特定的抗生素,以及细菌的噬菌体——一种病毒,只杀死特定的细菌菌株。研究人员也将研究,从较瘦者到肥胖者(之前已被去除菌群)的肠道菌群移植,是否可行。

(生物通:王英)

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