飲食通過調節腸道微生態對肥胖的影響

單天昊 麻微微

摘 要：肥胖的影響因素眾多，而腸道微生態在肥胖發生發展中的作用逐漸引起關注。文章綜述了飲食通過調節腸道微生態對肥胖的影響的研究進展。

關鍵詞：腸道微生態;肥胖;腸道菌群

肥胖通常用體質指數（BMI）進行判定[1]。WHO在2016年公布數據顯示，全球18歲及以上的成年人中有19億人超重，占總人口的39%，其中超過6.5億人肥胖，占總人口的13%[2]。根據2016年非傳染性疾病危險因素合作組織（NCD-RisC）公布數據顯示，1975—2014年，全球肥胖人數在近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、社會環境因素以及不良生活習慣等[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年的追蹤發現，膳食能量密度與6年間體重變化呈正相關[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，研究發現，其在腸道內的改變可以影響機體對食物的吸收，從而對肥胖產生影響[10]。

1 腸道菌群與肥胖的關系

正常成人腸道內細菌重量約為1.5 kg，微生物數量為人體細胞的10倍以上，攜帶的基因數更是人體基因數的100倍[11-12]。正常人群和肥胖人群的腸道微生態組成是有差異的，Hao等[13]研究了成都地區52名肥胖和52名正常體重的志愿者體內腸道菌群的種類和數量差異，發現肥胖人群腸道內的產氣莢膜桿菌與擬桿菌屬的種類和數量均大幅度減少。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的檢測發現，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。Chatelier等[15]對丹麥292名志愿者研究發現，肥胖者和非肥胖者腸道菌群在基因組的數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量增加，而擬桿菌門的種類和數量下降，而Turnbaugh等[17]對肥胖與腸道微生態的關系研究發現，肥胖C57BL/6J小鼠腸道菌群中的厚壁菌門種類和數量的增加使肥胖更容易產生。腸道菌群的變化是發生肥胖的影響因素，而肥胖的個體，其腸道菌群的變化也會是其繼續肥胖的誘因。

2 高能量飲食、腸道菌群與肥胖的關系

飲食可以直接影響腸道菌群的變化，打破腸道微生態與機體之間的平衡，改變機體代謝，導致肥胖的產生[18]。楊若言等[19]發現，對于高脂飲食誘導的肥胖發生，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肥胖產生中的重要作用。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后發現，高碳水化合物低脂肪組腸道菌群中雙歧桿菌的數量增加，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量的增加，而高脂肪低碳水化合物組發現腸道菌群總數下降，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小鼠與標準飼料喂養小鼠比較后發現，高脂高糖飲食可導致小鼠體重增加，腸道菌群的種類和數量均下降，同時血清脂代謝異常水平顯著升高。Perry等[22]發現，通過高脂飲食破壞大鼠腸道微生態后，可以增加其腸道內和血液中乙酸的量，激活副交感神經系統，提高食欲，進而引發肥胖和相關代謝疾病。Cani 等[23]研究發現，對C57BL/6J小鼠喂食高脂飼料或者注射大腸桿菌的脂多糖（LPS）都會誘發其產生肥胖，而高脂飼料正是誘導了小鼠產生內毒素血癥才引發小鼠肥胖。

3 飲食干預腸道菌群改善肥胖

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]發現，植物蛋白能夠增加腸道內雙歧桿菌和乳桿菌屬的細菌數目，加強腸道的屏障功能，減少炎癥反應的出現。因此通過改變膳食結構，從而探究腸道細菌的不同變化是研究腸道微生態與肥胖之間關系的主要方式。曾瑤池等[26]通過干預單純性肥胖者主食，發現以全谷豆類作為主食的實驗組經過干預后腸道菌群中雙歧桿菌、乳酸桿菌、擬桿菌的種類和數量顯著增加，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只飲食誘導肥胖的雄性SD大鼠飼料中增加10%抗性淀粉，結果表明，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量顯著增加，同時大腸桿菌的數量減少。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并分別在飼料中添加5%、10%、15%香蕉抗性淀粉，發現香蕉抗性淀粉可減輕甚至逆轉高脂飼料對于小鼠腸道內放線菌的抑制，增加雙歧桿菌的數量，并且有一定的劑量依賴關系。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9周后發現，飲食中添加纖維素可以降低高脂飲食誘導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，改變飲食習慣，多吃粗纖維食物、全谷豆類，可以使腸道菌群發生顯著變化，從而使體重下降，減少相關疾病的發生。

除了改善基本膳食結構外，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生改變。金露等[31]研究表明，通過給高脂膳食喂養的雄性C57BL/6小鼠灌胃竹茹多糖試樣或飲用水，發現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]研究發現，通過體外厭氧糞樣與分離純化的茶葉兒茶素混合培養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肥胖C57BL/6J小鼠連續9周喂食辣椒素，其腸道內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，緩解了高脂飲食導致的小鼠體重上升情況。郭虹雯等[34]通過采集糞便標本，培養細菌，熒光原位雜交技術計數的方法發現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，從而對人體產生影響。不同的生物活性物質對于身體代謝的影響，也會改變腸道微生態從而影響機體肥胖，從而減少肥胖相關疾病的發生。

4 腸道菌群移植與肥胖發生的關系

由于腸道菌群易受到外界影響而發生變化，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勢菌種來影響腸道菌群，預防肥胖。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45 d，可以使腸道菌群種類增多，結構多樣性增加，并且菌群數量也會增多，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，可使小鼠產生熱能和脂肪量增加，而抑制腸道內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生。Park等[38]通過實驗表明，連續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9周后發現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。周麗紅等[40]研究表明，應用雙歧桿菌乳桿菌三聯活菌片對高脂飲食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）、丙氨酸氨基轉移酶（ALT）及腫瘤壞死因子α（TNF-α）含量明顯降低，內毒素血癥也得到緩解。Aronsson等[41]發現，對高脂飲食干預的C57BL/6J小鼠給予副干酪乳桿菌灌胃能顯著減輕其體質量，其機制是誘導血管生成素樣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物還可以起到抗炎、抗氧化、調節能量代謝的作用，益生菌甚至可以誘導基因的表達，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逐漸成熟。Ridaura等[43]研究表明，菌群移植可以有效地調節宿主代謝，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，最終發現移植肥胖個體菌群的小鼠發育成肥胖小鼠，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研究進行整合，發現目前對于通過糞便微生物移植人體來干預肥胖還有待研究。

5 結論與展望

大量證據顯示，腸道微生態的失衡在肥胖以及其他代謝綜合征當中扮演了重要角色[45]。當然，在詮釋機體不同階段腸道微生態的變化，從而預防肥胖相關問題的發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，還需要更精準的分離菌株的方法來保障實驗結果的準確性?！?/p>

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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