肠道菌群在能量代谢中的作用

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肠道菌群在能量代谢中的作用
作者:王淼雷虹张玉冬
来源:《现代食品·上》2017年第01期
摘要:肥胖症的典型特征是一系列的代谢紊乱。

越来越多的证据表明,肠道菌群与能量代谢的调节有关,如从饮食中获得能量以及脂肪储存的调节。

肠道菌群在控制宿主能量代谢中起重要的作用。

本文通过综述肠道菌群调节脂肪储存与肥胖关系,分析肠道菌群在能量代谢中的作用,旨在更好地应用于治疗代谢性疾病。

关键词:肠道菌群;能量代谢;肥胖症
Abstract:Obesity is now classically characterized by a cluster of several metabolic disorders. There is growing evidence that gut microbiota is involved in the regulation of energy metabolism,such as energy from diets and regulation of fat storage. Gut microbiota plays an important role in controlling the energy metabolism of the host. In this paper, we reviewed the relationship between gut microbiota and the relationship between obesity and obesity by analyzing the relationship between gut microbiota and fat storage, to better use in the treatment of metabolic diseases.
Key words:Gut microbiota; Metabolites; Obesity
中图分类号:R589
1 肠道菌群调节脂肪储存
肠道菌群涉及几种肠道生物功能,例如防御病原体、免疫和肠微绒毛的发展,不易消化的多糖降解。

在大多数成年人中,食物摄入的定性和定量组成在膳食和膳食之间有着明显的不同,尽管在短期内能量平衡发生变化,但肥胖和体重显著不变。

当在几餐中记录食物摄取和活动时,大多数人能以其能量消耗来补偿其能量摄入[1]。

然而,与日常能量消耗相比,能量摄入过量少于1%,可以导致长期体重和代谢并发症的不利增加。

因此,影响热量摄取和随后收获的所有机制应有助于体重的平衡。

研究显示肠道菌群组成参与能量稳态的调节。

Backhed等发现无菌小鼠比正常小鼠体内约少40%的脂肪含量,然而后者比无菌小鼠少30%的饮食含量[2]。

为了进一步研究,Karlsson F H等证明将正常小鼠的肠道菌群移植到无菌小鼠体内,发现在两个星期内无菌小鼠的身体脂肪量增加,尽管它们的食物摄入量较低[3]。

这项研究表明肠道菌群可以调节能量储存。

2 肠道菌群与肥胖
Cani P D等表明,在啮齿类动物模型中,肥胖与肠道菌群的改变有关。

Turnbaugh等发现在常规遗传性肥胖 ob/ob 小鼠与它们的瘦型同龄小鼠相比,它们在其粪便中的SCFAs含量降低。

根据肠道菌群的宏基因组测序显示在 ob/ob 小鼠的微生物组中,基因功能的富集与膳食多糖降解相关[4]。

因此,Turnbaugh 等还比较了肥胖和瘦人类受试者的远端肠道菌群[5]。

结果表明,这些肥胖患者的肠道菌群比瘦型受试者含有更多的厚壁菌门和更少的拟杆菌门[6]。

在啮齿动物和人类中获得的结果表明,肥胖与肠道菌群的改变有关。

虽然肥胖和能量摄入可以影响微生物组成,但肠道菌群是否有助于人类的肥胖尚不清楚。

为了确定来自 ob/ob 小鼠的肠道微生物群落是否可以增加从饮食中收获能量的能力,Turnbaugh,et al等人表明将瘦和ob/ob 小鼠的盲肠微生物群移植到无菌的野生型受体。

他们发现,当两个星期后,携带来自肥胖小鼠的微生物群的小鼠具有适度的脂肪增加,而且与从瘦小鼠供体获得肠道微生物群的瘦小鼠相比,从他们的食物中提取更多的热量。

总之,这些数据表明肥胖小鼠的肠道微生物群的特征本身参与脂肪和体重的增加。

3 肠道菌群代谢紊乱
由于细菌定居,能量收获对宿主的贡献不是宿主和肠道细菌之间唯一和关键的代谢联系。

最近在无菌小鼠中进行的研究表明,他们对饮食诱导肥胖的抵抗。

作者对常规小鼠饲喂高脂/高碳水化合物饮食(西方饮食)。

他们发现,饲喂高脂肪饮食的小鼠比常规无菌小鼠的体重和脂肪量明显增加。

此外,无菌小鼠对高脂饮食引起的糖耐量异常和胰岛素抵抗也具有保护作用,尤其与之前饲喂正常食物饮食的无菌小鼠中观察到的结果相反。

因此,最后的实验结果表明,除了能量收获之外的细菌相关因子或机制可能影响饮食诱导的肥胖症和糖尿病的发展。

虽然这些研究说明肠道菌群在肥胖的发展和稳态的调节中发挥关键作用,但仍然需要更多的证据证明肠道菌群是如何参与细菌相关的低级炎症的发展以及与高脂肪饮食诱导的和肥胖有关的代谢紊乱的关系。

4 结语
本文通过综述肠道菌群调节脂肪储存与肥胖关系,分析肠道菌群在能量代谢中的作用。

通过了解微生物和宿主之间的机制,我们将更好地发展代谢性疾病的治疗。

参考文献:
[1]Everard A, Lazarevic V, Derrien M, et al. Responses of Gut Microbiota and Glucose and Lipid Metabolism to Prebiotics in Genetic Obese and Diet-Induced Leptin-Resistant
Mice[J].Diabetes,2011(11):2775-2786.
[2]Bäckhed F, Manchester J K, Semenkovich C F, et al. Mechanisms underlying the resistance to diet-induced obesity in germ-free mice[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2007(3):979.
[3]Cani P D, Delzenne N M. The gut microbiome as therapeutic target[J].Pharmacology & Therapeutics,2011(2):202-212.
[4] Liou A P, Paziuk M, Jr L J, et al. Conserved shifts in the gut microbiota due to gastric bypass reduce host weight and adiposity[J].Science Translational Medicine,2013(178):41.
[5]Turnbaugh P J, Hamady M, Yatsunenko T, et al. A core gut microbiome in obese and lean twins[J].Nature,2009(7228):480-484.
[6]Sommer F, Bäckhed F. The gut microbiota--masters of host development and physiology[J].Nature Reviews Microbiology,2013(4):227-238.
通讯作者:雷虹。