肠道微生物控制人体肥胖
高热量食物对人不好,但为何老是戒不掉?当今生活在富裕国家的人都有肥胖的问题,肥胖症几乎如瘟疫一样蔓延,还很快地将魔爪伸向发展中国家。倘若我们不想想采集者祖先的饮食习惯,就非常难解释为何我们一碰到较甜、较油的食物就难以抵抗。当时他们住在草原上或森林里,高热量的甜食非常罕见,永远供不应求。倘若是个3万年前的采集者,想吃甜食只有一种可能来源:熟透的水果。
所以,假若石器时代的女性碰到一棵长满甜美无花果的树,较明智的做法就是立即吃到吃不下为止,否则等到附近的狒狒也发现这棵树,可就一颗也吃不到了。于是,这种想大口吃下高热量食物的直觉本能就这样深植在我们的基因里。就算我们今天可能住在高楼大厦,家家户户的冰箱早就塞满食物,我们的DNA还记得那些在草原上的日子。正因如此,我们才会不知不觉就吃完一整桶的哈根达斯,可能还配着一大杯可口可乐。
这种「贪吃基因」的理论已经得到广泛接受。在2007年,牛津大学科学家找到了所谓的「贪吃基因」FTO,并且发现携带特定FTO基因变异的人患肥胖的风险增加。可是,这也仅仅是证明了「贪吃基因」FTO与肥胖之间存在一定的相关性,并非「贪吃基因」存在的直接证据。
我们为何贪吃、变胖近几年的肠道微生物研究,可能要给人类「想大口吃下高热量食物的直觉本能」提供另一个更加科学的解释了。
很早以前,研究人员就发现了肠道微生物与肥胖之间存在一定的联系,然而那些研究一直停留在相关性上,缺少证明二者之间存在因果关系的直接证据。2013年,我国微生物领域大牛赵立平教授在《Nature Reviews Microbiology》上撰文分析了这一现状,并认为肠道微生物与肥胖之间的关系,终将从相关关系走向因果关系。
果不其然,证据说来就来了。6月9日,很高等期刊《自然》杂志登载了耶鲁大学医学院Gerald I Shulman教授团队的研究论文,他们的发现几近完美地解释了「肠道菌群究竟是如何造成肥胖的?」这一困扰学界多年的问题。
Shulman教授并非偶然发现了这个秘密,早在2006年,由微生物领域大牛Jeffrey I. Gordon教授领衔的研究已经表明,肠道微生物是肥胖的一个重要致病因素,特别是微生物产生的某些短链脂肪酸可能是罪魁祸首。后来,越来越多的研究显示,短链脂肪酸与多食、肥胖和代谢综合征之间存在关联。可是研究人员一直不清楚短链脂肪酸究竟是如何引起肥胖的。
Shulman教授在前人的基础上,对那些短链脂肪酸展开了研究,较终发现醋酸盐(acetate)是引起肥胖的关键所在。
经过在小鼠体内复杂地探索与反复地验证,Shulman教授以小鼠为模型,帮我们还原了肠道微生物失衡造成啮齿动物肥胖的全过程。
高热量食物经过牙齿的咀嚼和胃的初步降解之后进入肠道,寄居在肠道里的微生物负责完成剩下的消化工作;在微生物的发酵过程中,会有大量的醋酸盐产生,这些醋酸盐被肠道吸收,随血液循环穿过血脑屏障,进入大脑;进入大脑的醋酸盐会激活副交感神经系统。这个副交感神经系统主要是控制身体的那些无意识行为,比如消化,排泄和性唤起。被醋酸盐激活的副交感神经会给胰岛发出分泌胰岛素(insulin)的指令,于是β细胞开始大量分泌胰岛素,细胞启动贮存能量的程序;于此同时,副交感神经又给胃发出了释放饥饿激素(ghrelin)的指令,饥饿激素大量产生,饥饿感随之而来。
久而久之,肠道微生物失衡的小鼠会因而食量越来越大,开始变得肥胖,并出现胰岛素抵抗这种前兆糖尿病现象。
平衡的多样性较重要
从上面的研究中不难看出,在动物肠道内既存在引起「饱腹感」的微生物,又存在引起「饥饿感」的微生物。较终是胖是瘦,应该跟这些微生物在肠道微生物所占的比例有关。这两类微生物处于健康的平衡状态,动物才会处于健康状态。
目前已有大量的研究显示,肠道微生物菌群失衡,是引起肥胖、心脏病、精神疾病、癌症、糖尿病等疾病的重要原因。
那么究竟该如何保持肠道微生物的多样性?现在我们知道,食物和药物对肠道微生物的多样性都有一定的影响。比如,水果和蔬菜是有益于肠道菌群健康的,垃圾食物则是有害于肠道微生物健康的。
4月29日,著名期刊《科学》同时登载了荷兰格罗宁根大学的LifeLines-DEEP project和比利时鲁汶大学的Flemish Gut Flora Project两个大型的人体肠道微生物研究,分析了各种不同影响因子对肠道微生物多样性的影响。
从这两个大型的研究中,我们大概可以得悉,对于大部分人来说,水果、蔬菜、咖啡、绿茶、酸奶和红酒,是有益于保持肠道微生物多样性的;高脂、高糖食物和全脂牛奶则不利于肠道微生物的平衡发展。所以那些饮食习惯不太健康的朋友,是不是该有所收敛了。
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