不同减肥方式通过肠道菌群影响肥胖

李晶芳，方瑾，戴卓文，侯雨晴，李馨泉，王涛

（武汉科技大学医学院，湖北 武汉 430081）

0 引言

自1975年以来，全世界的肥胖人数几乎增加了两倍，肥胖的危害在于增加心血管疾病、糖尿病、肌肉骨骼疾病患病风险。24.0 kg/m2≤BMI＜28.0 kg/m2为超重，BMI≥28.0 kg/m2为肥胖；中心型肥胖可以直接通过腰围判定：男性腰围≥90 cm，女性腰围≥85 cm即可判定为中心型肥胖[1]。肠道菌群作为一个重要因素参与体重的调节，其中丰度最高的是厚壁菌门与拟杆菌门。Ley RE等人最先将肠道微生物群与肥胖症联系起来，瘦人和肥胖个体的肠道微生物群的比较显示，肥胖受试者的拟杆菌比例降低，厚壁菌门水平更高[2]。

1 肠道微生物群影响肥胖的机制

肠道菌群影响肥胖的机制主要包括肠脑轴、短链脂肪酸、炎症反应。

肠-脑-轴指肠道菌群与大脑之间的双向信息网络，血清素是肠-脑-轴的关键元素，人体90%以上的血清素都源于肠道。研究表明，肠道微生物的改变可能有助于调节血清素信号。遗憾的是，控制血清素与肠道微生物双向作用的体内机制确切性质目前尚未确定。血清素与肥胖之间的影响是相互的。实验表明，饮食引起的肥胖会增加血清素水平。同时，血清素分泌减少与肥胖症、厌食症和神经性贪食症等有关[3]。在目前鉴定的众多血清素受体亚型中，5-HT（1B）和5-HT（2C）受体被认为介导血清素诱导的饱腹感，血清素药物如选择性5-羟色胺能再摄取抑制剂和5-HT（2C）受体激动剂都已被证明可以显着减轻啮齿动物的体重增加，这种作用与明显的食欲减退密切相关[4]。

短链脂肪酸来源于不能被人体分解的碳水化合物主要包括甲酸盐、醋酸盐、丙酸盐和丁酸盐。短链脂肪酸对机体能量代谢的影响是不确定的，一方面短链脂肪酸通过多种方式影响能量代谢来减轻肥胖。主要方式为增加能量消耗与刺激饱腹激素（胃肠激素肽YY与胰高血糖素-1）的产生从而减轻肥胖[5]。另一方面，短链脂肪酸可以促进肥胖，丁酸盐是结肠上皮细胞主要能源物质，肠道上皮细胞大多数能量源于丁酸盐的氧化。过多的丁酸盐会给肠上皮细胞提供更多的能量，从而促进肥胖的发生[6]。

新证据表明肥胖等代谢性疾病的特点是肠道微生物群成分及其代谢物发生改变，这些代谢产物跨越被破坏的肠道屏障，影响各种代谢组织，从而导致代谢性炎症[7]。当肠粘膜屏障受到肠道菌群失调或者是饮食的影响，通透性增高。肠腔中有害物质例如脂多糖就会移位至循环系统导致内毒素血症，内毒素血症会增加人群中肥胖以及二型糖尿病的风险[8]。

2 不同减肥方式对肠道菌群的影响

2.1 运动与肠道菌群。近年来运动在调节胰岛素敏感性、代谢活动以及促进整体健康改善方面的能力得到高度认可。运动可以优化肠道菌群的结构，提高肠道菌群的丰富度，从而增加有益菌的数量；运动还可以降低人体炎症因子TNFα与脂多糖结合蛋白[9]。并且在多项实验中已被证实运动可以降低厚壁菌门与拟杆菌门之比（F/B比值）以及增加肠道菌群的多样性，但是也有学者认为相比于厚壁菌门与拟杆菌门之比，肠道菌群的多样性，对于评估运动对肠道菌群的更加可靠[10]。

2.2 饮食结构与肠道菌群。饮食结构主要包括西方饮食WD、地中海饮食MD、和无麸质饮食（GFD）。WD与正常饮食相比会减少微生物多样性和改变肠道微生物群的功能，高脂饮食特别是富含长链饱和脂肪酸的饮食具有多器官亲炎症作用[11]。MD被认为是比WD更健康的饮食，研究显示典型的MD人群具有较低的肥胖风险，MD导致普雷沃氏菌、乳酸杆菌和双歧杆菌增加和梭菌减少，从而降低炎症[12]。GFD最初为腹腔疾病患者的建议饮食，但现在已越来越受大众欢迎。Sanz等招募了10名健康受试者，食用GFD 30 d后受试者肠道有益菌群（双歧杆菌和乳酸杆菌）减少，同时有害菌增加，理论上这增加了机会性病原体感染的风险[13]。而另一项关于短期GFD影响的研究表明亲炎的菌属菌属会减少[14]。总之，GFD在临床上是未知的，并没有充分数据来分析其对机体的影响。

2.3 手术减肥与肠道菌群。减肥手术一般用于严重肥胖（BMI＞35 kg/m2，在我国定为BMI＞32 kg/m2）。且至少有一种较严重的并发症，如高血压、糖尿病、睡眠呼吸暂停等。按操作原理可以将减肥手术分为三类：①限制容量型：胃束带术（LAGB）；②吸收障碍型：胆胰分流术（BPD）；③混合型：胃旁路术（RYGB）。由于疗效好且并发症少，临床治疗时常采用胃旁路术。

鼠RYGB术后已被证实肠道菌群中厚壁菌门呈下降趋势。ValentíVíct等人从RYGB手术后患者的术前基线和术后1个月、6个月和12个月的粪便样本中生成了16SrRNA基因和宏基因组序列，发现RYGB术后变形菌门呈上升趋势[15]。实施减肥手术的人体和小鼠体重都有明显下降，糖脂代谢及胰岛素抵抗明显改善。这一表现不仅与饮食摄入量减少和能量吸收减少有关，还可能与术后肠道内菌群的变化有关。

3 结论

肠道菌群可以通过多种机制影响体重，不同的减肥方式又可以通过改变肠道菌群的组成以及肠道局部微生态进而对体重产生影响。运动已被证实可以增加肠道菌群的多样性，降低全身的炎症反应，不仅如此运动还可以预防高脂肪饮食的副作用从而拥有更健康的肠道菌群。不同的膳食结构都会对体内肠道菌群造成不同的影响，最值得一提的是地中海饮食结构可以减少厚壁菌门的发酵活性从而导致能量收获和SCFAS生产的减少，如乙酸盐和丙酸（糖异生和脂肪生成的底物），故而可减少脂肪的生成。而减肥手术可以解决严重肥胖患者的体重问题,减肥手术后表现为厚壁菌门的下降与变形菌门的上升肠道菌群中的变形菌门可通过免疫、代谢及生物钟途径导致肥胖的发展。