腸道微生物與代謝性疾病關(guān)系的研究進展

王勇 黎源

1 武警西藏總隊拉薩支隊，西藏拉薩 850000

2.江油市第五人民醫(yī)院，四川江油市 621715

腸道作為人體最大的消化器官，同時也是人體最龐大和最重要的微生態(tài)系統(tǒng)。相關(guān)研究顯示，腸道微生態(tài)在人體多種病理生理改變中起著重要的作用，而其中腸道菌群因其組成的特異性及結(jié)構(gòu)的多樣性在其中起著至關(guān)重要的作用。越來越多的研究顯示腸道菌群與代謝性疾?。ㄈ绶逝?、糖尿病、血脂異常、骨質(zhì)疏松等）的發(fā)生、發(fā)展有著密切的聯(lián)系，本文就目前腸道微生物與肥胖、糖尿病骨質(zhì)疏松的研究現(xiàn)狀作一綜述。

1 腸道微生物的概況

腸道微生態(tài)系統(tǒng)作為人體最重要、最復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng)，包含了厚壁菌門、擬桿菌門及放線菌門3個門類，大約10 萬億個細(xì)菌約3500 多種細(xì)菌，常見的有類桿菌、雙歧桿菌、腸桿菌、乳酸桿菌、腸球菌、梭菌、葡萄球菌和酵母樣菌等，其以厭氧菌為主[1,2]。腸道微生物組成的多樣性、復(fù)雜性及動態(tài)變化對人體健康起著重要的作用。研究顯示腸道微生物在人體多種病理生理變化中起著十分重要的作用，諸如抵御外源性感染、免疫學(xué)器官、內(nèi)分泌與多種代謝等作用；而當(dāng)腸道微生物組成及結(jié)構(gòu)失調(diào)時，其往往與肥胖、糖耐量異常、營養(yǎng)不良、炎癥性腸病、心血管疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病以及腫瘤等的發(fā)生具有密切的關(guān)系[3-6]。

2 腸道微生物與代謝性疾病

2.1 肥胖

隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，肥胖已成為我們必須面對的重要健康問題。越來越多的研究表明肥胖不僅與遺傳、飲食及生活環(huán)境有密切的關(guān)系，同時肥胖的發(fā)生、發(fā)展與腸道微生物也有著密切的聯(lián)系[7]。早在2004 年，美國學(xué)者B?ckhed 等[8]研究發(fā)現(xiàn)常規(guī)飼養(yǎng)的小鼠比無菌飼養(yǎng)的小鼠全身脂肪含量多了42%，性腺脂肪多了47%，進一步研究發(fā)現(xiàn)常規(guī)飼養(yǎng)小鼠的腸道微生物在其中起著重要的作用，這一研究首次揭示了肥胖與腸道微生物具有密不可分的聯(lián)系。此后隨著研究的深入，這一現(xiàn)象在人體也得到越來越多的支持。國外多項研究顯示[9-11]肥胖者較體重正常者的腸道中的擬桿菌門、放線菌門等較體瘦病人減少而厚壁菌門增加。同時臨床研究顯示當(dāng)體重正常者增加能量攝入后其腸道菌群的厚壁菌門增加而擬桿菌門減少，而肥胖者接受低脂飲食后隨著體重下降其腸道腸道擬桿菌門增加而厚壁菌門比例下降。相關(guān)動物研究顯示[13,14]，當(dāng)給予超重的實驗小鼠補充雙歧桿菌、酪乳酸菌等腸道微生物時可改變超重小鼠的脂肪及糖代謝，并能減輕其體重；而當(dāng)將超重小鼠的糞便移植給無菌小鼠時，無菌小鼠食欲會較前明顯增強，體重增加。上述研究顯示腸道微生物與肥胖的發(fā)生、發(fā)展中有著重要的重要，但其具體機制仍待進一步的研究。

2.2 糖尿病

2007 年Cani 等人[15]通過對小鼠連續(xù)4 周的研究發(fā)現(xiàn)腸道革蘭氏陰性菌產(chǎn)生的脂多糖(Lipopolysaccharides，LPS)能誘發(fā)全身慢性炎癥反應(yīng)，進而引起小鼠空腹血糖、體重及全身脂肪含量增加，而提出腸道微生物與糖尿病的發(fā)生具有密切的關(guān)系。而在2008 年，Cani 等人[16]的通過進一步研究發(fā)現(xiàn)，高脂飲食誘導(dǎo)形成的肥胖小鼠體內(nèi)因為腸道菌群失調(diào)而引起慢性炎癥改變，進而引起小鼠葡萄糖耐受異常、體重增加及脂肪組織增加，而當(dāng)通過抗生素改變小鼠腸道菌群失調(diào)后，小鼠體內(nèi)炎癥反應(yīng)得到抑制，進而使肥胖小鼠血糖及體重下降。2011 年國內(nèi)學(xué)者張秀英等[17]研究顯示，當(dāng)予以糖尿病前期病人予以阿卡波糖治療1 個月后，能改善這些病人的腸道微生態(tài)，能夠使病人腸道內(nèi)的益生菌增加，而有害菌的比例會下降。Amar 等[18]研究顯示在2 型糖尿病病人發(fā)病早期常常腸道微生物移位至血液及腸系膜脂肪組織中，而當(dāng)對這些病人補充雙歧桿菌等益生菌時，能夠減少這種菌細(xì)菌移位，進而降低血糖。Murri 等[19]發(fā)現(xiàn)1型糖尿病患兒腸道菌群中雙歧桿菌、乳酸菌和梭菌的數(shù)量較正常兒童有明顯減少，且腸道厚壁菌與擬桿菌的比例下降。近年來更多的研究[20,21]顯示腸道菌群會影響機體葡萄糖的代謝，而腸道某些微生物如糞擬桿菌、變異梭狀芽胞桿菌、大腸埃希菌等會促進糖尿病的發(fā)生。上述研究顯示腸道微生物與糖尿病的發(fā)生、發(fā)展具有密切的關(guān)系，更多的研究正在進行，這將有助于我們更好的認(rèn)識糖尿病和防治糖尿病。

2.3 骨質(zhì)疏松

近年來，隨著對腸道微生物研究的深入，研究者發(fā)現(xiàn)腸道微生物與骨代謝、原發(fā)性骨質(zhì)疏松、絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松等具有密切的聯(lián)系[22，23]。Sj?gren 等[24]發(fā)現(xiàn)，無菌喂養(yǎng)的小鼠腸道微生物缺乏，但其松質(zhì)骨與皮質(zhì)骨骨密度較正常喂養(yǎng)的小鼠明顯增加，而其骨髓的CD4+T 細(xì)胞、白細(xì)胞介素6 減少，當(dāng)無菌小鼠腸道移植正常的微生物后其皮質(zhì)骨及松質(zhì)骨骨量恢復(fù)至正常水平并且骨髓中CD4+T 細(xì)胞也趨于正常，從而提出腸道菌群通過引起機體慢性炎癥反應(yīng)而介導(dǎo)自身免疫狀態(tài)的改變與人體的骨量減低與骨質(zhì)疏松相關(guān)。Li 等[25]通過對無菌小鼠及正常小鼠分別注射亮丙瑞林以模擬卵巢切除骨質(zhì)疏松小鼠后發(fā)現(xiàn)亮丙瑞林干預(yù)的正常小鼠骨密度下降較腸道菌群缺乏的無菌小鼠更明顯，顯示腸道細(xì)菌在雌激素缺乏所誘導(dǎo)的松質(zhì)骨吸收中必不可少。國外研究顯示[26,27]，對雌激素缺乏的小鼠模型人工補充益生菌與未補充益生菌的雌激素缺乏的小鼠相比，補充益生菌后的小鼠皮質(zhì)骨的骨量明顯增加，能夠減少破骨細(xì)胞的生成，顯著減少骨鈣的丟失，具有防治骨質(zhì)疏松癥的作用?，F(xiàn)有研究顯示，腸道微生物對骨代謝具有重要影響，因此，腸道微生物對骨質(zhì)疏松癥的治療可能是一個新靶點。

3 總結(jié)

隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，慢性非傳染性疾病如肥胖、糖尿病、心血管疾病、腫瘤等已取代傳統(tǒng)傳染病成為人類社會面臨的重要健康問題。人們迫切需要新的治療手段來防治這些慢性疾病，現(xiàn)有研究顯示腸道微生物在機體的免疫、代謝、抗腫瘤等多方面起著不可忽視的作用。腸道微生物失調(diào)與肥胖、糖尿病、骨質(zhì)疏松等代謝疾病的發(fā)生、發(fā)展有著重要的關(guān)系，改善腸道微生物失調(diào)對代謝性疾病的治療有著一定的幫助，但相關(guān)機制仍缺乏進一步的隨機、大樣本、多中心的臨床試驗的支持，這是我們必須正視的問題。但是我們不可否認(rèn)的是腸道微生物這個新興領(lǐng)域正在蓬勃發(fā)展，腸道微生物作為一種新的治療靶點和方向，我們希望不久的將來腸道這個人體最大的微生態(tài)系統(tǒng)能夠為代謝疾病的預(yù)防、治療提供更加有力的支持。