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细菌才是肥胖罪魁

时间:2014-12-31 16:50:48 来源:休闲驿站 作者:王传超 编辑:鹤翔 访问次数: 关闭

细菌才是肥胖罪魁

   肥胖成全球最大慢性病
   随着人们物质生活水平的提高,肥胖已成为危害人类健康的严峻问题。肥胖除了影响身体美观、带来自信问题外,还会对人的健康造成严重威胁,肥胖使糖尿病、高血压、动脉硬化的危险度大大增加,由此引发的代谢综合征成为继吸烟之后的第二大死因。世界卫生组织(WHO)明确指出肥胖是全球成年人面临的最大慢性疾病,视肥胖为世界四大医学社会问题之一。WHO最新数据显示:全球自2008年起十分之一以上的成人超重,共有约15亿人口,其中超过2亿男性和近3亿女性为肥胖;截至2010年,近4300万5岁以下儿童超重。中国的肥胖情况同样不容忽视。据来自中国家庭营养健康调查的数据显示,1993年至2009年间,男性肥胖比例从2.9%增至11.4%,女性从5.0%增加至10.1%,普通肥胖和腹型肥胖增长速率远远高于其他类型肥胖。如何遏制和治疗肥胖及相关代谢性疾病,成为极力要解决的公共健康问题。
   大量研究证实,遗传是肥胖发生和发展的重要因素。父母双亲中一方为肥胖者,其子女肥胖为50%,双亲中双方为肥胖者,其子女肥胖为80%。除了熟知的ob基因、瘦素受体基因、fto基因等,体内的一些蛋白酪氨酸磷酸酶、DNA表观修饰等也与肥胖相关。不同的生活模式也与肥胖发生密切相关,睡眠时间不同可能是影响肥胖的重要因素之一。一天的不同时间人体有不同的代谢模式,白天时机体更倾向于能量储存,夜晚则相反。有研究发现3至5岁儿童每增加1 小时睡眠,体重指数平均下降0.48Kg/m2,在7岁时发生超重可能性降低61%。睡眠时间不足的儿童更易发生超重,即使在成功减重后依然如此。
可是,肥胖这一最大慢性病因有了新说-细菌才是肥胖罪魁。

   减肥药物易伤肝,微生物有望突破。
   虽然肥胖与基因密切相关,但基因治疗在目前技术手段下是无法实现的。肥胖的基本治疗方案包括胃肠外科手术治疗、运动减肥、药物治疗、饮食治疗等,其中现今手术治疗的研究多为小范围人群内调查,并且多数患者选用的改道术会对生理结构产生长远影响,不推荐青少年和儿童选用。与其他治疗方法比较,药物治疗肥胖似乎是一种最方便、最普及的辅助手段,但现在对于药物治疗肥胖的标准尚未达到全球共识。许多药物缺乏长期观察,安全性不够,不良反应可能会有口干、恶心呕吐,严重的甚至会造成认知障碍。2010年西布曲明因其严重的心血管不良反应而退市,奥利司他也因其引起严重的肝损害而被食品药品监管部门通报。通过药物治疗肥胖很难实现,而大多数肥胖患者也难以长期坚持严格的膳食治疗。因此,人们迫切需要现有减肥法之外的新选择。越来越多的科学家把目光投向了与人体能量代谢密切相关的肠道菌群。
   与人类共生的微生物数量庞大,主要分布在皮肤、口腔和胃肠道中,据推测人体肠道内驻扎着约500至1000不同种类的微生物,总重量能达到1至2公斤,其细胞总数几乎是人体自身细胞的10倍,其基因总和更是人类基因量的100倍。数量如此众多的菌群存在于人体肠道内,对人体的生理代谢起着极为重要的作用,已经成为人体密不可分的一个内部环境因素,被称为是人体内的一个“新系统”或“新器官”。目前已发现肠道菌群在人体内发挥着多种功效,如通过发酵食物产生短链脂肪酸和维生素来营养肠道上皮细胞,调节机体免疫系统和胃肠道运动,参与药物代谢等。

   减肥经历促成研究
   更令人兴奋的是,除上述作用外,研究还发现肠道菌群可以调节动物的脂肪存储。前几年,美国华盛顿大学的戈登教授领导的实验室,首次报道肠道菌群可以调节小鼠的脂肪代谢,降低消耗脂肪的基因的活动,升高合成脂肪的基因的活性,令动物过度合成和积累脂肪。他们还发现,肠道菌群是动物肥胖发生的必需条件,因为无菌动物即使吃高脂饲料,也不会肥胖的。2007年,在法国医学院做博士后的卡尼和他的同事发现,高脂饲料喂成的肥胖小鼠的血液内一种肠道细菌产生的内毒素浓度比正常小鼠高2至3倍,而且全身有低度的炎症。他们把提纯的内毒素以同样的低剂量直接皮下注射给吃普通饲料、本来不会胖的小鼠,结果这些小鼠出现全身性的低度炎症、变得肥胖,而且有了胰岛素抵抗,表明肠道细菌产生的内毒素如果进入血液可以引起小鼠肥胖和胰岛素抵抗。
   但是,在肠道里生活的上千种细菌中,到底哪些种类真正与调控动物的脂肪代谢的基因表达、产生内毒素引起肥胖和炎症有关系?国际上一直没有能“验明正身”,转机出现在赵立平身上。现任上海交通大学生命学院副院长的赵立平出生在山西一个农业小镇,父亲是高中老师,母亲在纺织厂工作,跟在 “文化大革命”之前出生的大多数中国人一样,他跟他的两个弟弟只接受过简单的教育。幸运的是之后他有机会进入南京农业大学学习,并以优异成绩获得了分子植物病理学的博士学位。
  上世纪90 年代,赵立平主要探究用菌株来控制猪身上的感染,但因无法获得研究资金而举步维艰。那时候,他家人的健康状况也都不乐观,本来就偏胖的父亲胆固醇水平激增而遭遇了两次中风,两个弟弟也都成了大胖子。赵立平思索了许多方法来试图减肥,但是,常规低热量饮食结合剧烈运动的减肥方法,在他看来完全说不通。“从营养上讲,你的身体是在压力状态下的,”赵立平说,“也许这样你是能减肥,但同时也减掉了你的健康。”之后,赵立平看到了戈登和卡尼的论文,兴奋得当天晚上几乎没有睡好觉。结合他所读到的有关冠心病人等人体血液里发现细菌内毒素升高和有炎症的各种论文,一幅图像开始清晰地呈现在他的脑海里:肠道里有些可以产生内毒素的细菌可能就是肥胖症的致病因素。赵立平确立了自己之后的工作重点:把这种细菌找出来,证明它们可以引起肥胖。

   细菌是原因不是结果
   赵立平首先遇到的难题是,用什么办法才能看到肠道细菌里面的不同种类对人体的健康影响不一样呢?在一次偶然的报告会上,英国帝国理工的尼克尔森教授的演讲让赵立平茅塞顿开:尿液代谢物可以反映每个人的代谢特征,而这些代谢物有不少是肠道细菌产生的!赵立平和同事们很快讨论出了实验方案:用一个四世同堂的七口之家作为样本,每隔一个月采集一次粪便和尿液样品,通过分析尿液中的代谢物和肠道中的菌群组成来看肠道菌群在不同个体之间和同一个个体的不同时间的种类组成的变化与尿液中的各种代谢物的浓度的变化之间有无相关性。在这个试验里,他们一共找到10种肠道细菌,每一种至少与一种尿液的代谢物有关联,多数是正相关,也就是说,肠道里一种细菌数量增加,尿液里至少一种代谢物的浓度也会增加。有一种细菌甚至与8种代谢物有关联,说明它可以广泛影响人体代谢,这种菌正好是能够产生丁酸盐的有益菌。
   然而问题又出现了,这个成功尝试仅仅是一个小样本的试验,所用的方法是不能解决一次定量测定几千种细菌的,想用这种方法把与肥胖有关的细菌找出来几乎是天方夜谭。机会总是眷顾有心人。在一次参加完国际会议后,赵立平顺道去瑞典拜访了做菌群的专家詹森教授,在詹森教授那里他了解到可以给每个样本的扩增产物加上一段类似于商品上的条形码,这样,就可以把几百个样品混在一起做高通量测序,然后把产生的数十万条DNA序列按照条形码的不同对应到样品里微生物种类上,最后,就可以一次拿到几百个样品的序列,每个样品可以测定上千条,足以用序列的多样性组成来反映样品里的微生物的种类组成。技术问题解决后,研究取得了突破进展。实验中,他们一共得到了516种细菌在不同小鼠中分布的数据,然后通过各种统计方法分析,一共找到61种细菌,它们在饲料、基因或者健康状况发生变化时会相应地改变自己在肠道里的数量多少。尤其让人兴奋的是,他们发现丹毒菌科细菌的数量在小鼠高脂膳食后会在其肠道内显著增加。这一研究的重要意义在于这是第一次证明人体肠道里有些条件致病菌的确有引起肥胖的能力,它们在肥胖症患者肠道里过度生长是肥胖的原因,而不是结果。赵立平把目光聚焦到了一些具体的细菌类型上,为下一步的深入研究,确认它们的功能,指明了方向。  
  

作者 王传超  

附件1 减肥经历登上美国《科学》杂志

   而一位原本研究细菌的微生物学教授在自己的减肥经历中无意中发现了人类肥胖的罪魁祸首——细菌。这个人就是上海系统生物医学研究中心副主任,上海交通大学生命科学技术学院副院长赵立平。凭借这个新成果,赵立平登上了美国《科学》杂志,而他自己两年减肥40斤的经历也让众多学者和普通百姓羡慕不已。
   体重达到180斤、腰围已经有110厘米,这是上海系统生物医学研究中心副主任赵立平教授曾经的身材,不过,现在的他已身材清瘦,成功减肥的原因是他利用了“肥胖细菌”原理。作为研究微生物的他,用一种包括山药和苦瓜在内的膳食干预方法,同时检测肠道菌群的变化,两年之内体重骤降。去年12月13日,赵立平将这一发现发表在国际微生物生态学领域的顶级学术期刊《The ISME Journal》(国际微生物生态学会会刊)上。论文中提到,肥胖的元凶之一,是人体肠道内一种名为“阴沟肠杆菌”的细菌。
   赵立平的终极目标是建立一条连接微生物群与肥胖的分子信号。他说自己有一个梦想,就是希望在未来的20年里,帮助1000万地球人按照“慢性病的肠源性假说”,通过控制饮食,改变菌群结构来减轻体重,恢复健康。这需要所有受益者一起去宣传和推广。他坚 信,“通过合理的饮食把菌群结构恢复正常,消除慢性炎症,才是绿色减肥、健康养生的正路!”所以他的电子邮件签名写着:“平衡膳食,调理菌群,颐养天年,无疾而终。”
   为了更好地还原赵立平的科研过程和减肥经历,我们邀请了同在上海的复旦大学现代人类学教育部重点实验室博士王传超来撰稿,为的就是能用同行的视角来更全面更专业的解读人类肥胖的奥秘。而赵立平实用性很强的减肥心得也会对城市里数以万计的减肥大军有所借鉴,即使不能达到赵立平的减肥效果,能够学到一两个健康食谱,我们也算是有所收获吧。 
  侯振威     

附件2 甘当小白鼠终获真相

   针对小鼠的微生物研究毕竟还是有很多的局限性,这一点赵立平很清楚,要在微生物和肥胖症之间确立起联系,就必须在人身上做实验。赵立平试着改变自己的食谱,多吃海带、芥蓝、山药、苦瓜、全麦食物等,结果两年内体重减了20公斤,血压、心率和胆固醇水平随之降低;与此同时,他持续监测自己的肠道微生物,发现有一种具备抗炎特性的细菌增加很快,从最初基本找不到,渐渐占到了肠道细菌总数的近百分之十五。2009年,赵立平到太原开始进行他的第一项临床试验。他走访了当地几家医院,招募到了123名肥胖志愿者,他给这些志愿者每人制定了一套9个星期长的减肥饮食计划,其中包括含有益生元的食品,让他们定期回来复查,提供粪便样本以监测肠道菌群和代谢参数的变化等。在完成饮食治疗之后,他又对其中的90名患者做了3个半月的跟踪调查。最后,共有93名志愿者坚持完成了试验,体重呈中等水平下降,平均减轻了大约7公斤;同时,肠道中产生毒素的细菌减少,有益细菌数量增加。受此结果的鼓励,赵立平又在另外3个中国城市共超过1000名患者身上进行了试验。
   2012年6月,赵立平的减肥故事连同瘦身前后的对比照片一起登上了学术界最著名的《科学》杂志。改变菌群应该从哪些方面入手呢?赵教授介绍了三大秘诀: 第一是“减肥一定要从尽量少吃肉开始!”然后就是吃“全”,就是尽量吃全粮,而且最好直接煮或蒸着吃。再有就是吃“苦”,在中医和我国的传统膳食里,有一些苦味的蔬菜和茶,例如苦瓜和苦丁茶,这些植物中存在着比较温和的杀菌物质,有清热解毒、消除低度炎症的功效,尤其有望减掉大肚腩。虽然他的减肥食物主要包括苦瓜和山药,但赵教授不同意将事情简单化,需要通过更深入的研究揭开哪些食物或者药物可以有效抑制肠道有害菌,而不伤及其他有益菌。
   
对话赵立平 - 颠覆了传统肥胖根源
   一个胖子减掉了100多斤
  《知道》:您自己有过两年减掉40斤的经历,到底是怎么做到的?
   赵立平:我尝试用一种包括山药和苦瓜在内的膳食干预方法,同时监测自己的体重下降和肠道菌群的变化,我用的这些“益生元”食物可以改变消化系统中细菌的生长状况,因此我在两年时间里减少了20公斤体重。
  《知道》:怎么样才能证明肥胖与“肠道菌群”有着必然的联系?
   赵立平:我在实验中发现,有一种可以产生内毒素的致病菌,在一个体重达175千克的肥胖患者肠道里过度生长,占到总菌量的三分之一之多。经过用一种特殊设计的营养配方干预以后,这种病菌数量很快下降到检测不出来的水平,患者的体重在将近半年里下降了51.4千克,高血糖、高血压和高血脂等症状也恢复正常。我们把这个细菌分离出来,接种到无菌小鼠体内,造成了严重的肥胖症和糖尿病的早期症状——胰岛素抵抗。
   颠覆了传统肥胖根源
  《知道》:您所谓的“肠道菌群”对人体到底有着什么样的影响,只有肥胖吗?
   赵立平:人类的很多慢性病如肥胖、糖尿病和冠心病等,都与肠道细菌密切相关。而且饮食结构与肠道菌群组成关系是最为密切的。我经过八年的研究,终于发现导致肥胖的细菌是“阴沟肠杆菌”。肥胖的人身体内的“阴沟肠杆菌”比正常人要高很多。当他开始变瘦时,这种细菌几乎就找不到了。
  《知道》:这项成果的前景会是怎样的?
   赵立平:这项工作有望发展出以肠道菌群为靶点、预防和治疗肥胖、糖尿病的新方法。最新研究成果显示,肥胖可能由肠道细菌感染引发,而非过度饮食、锻炼太少或遗传因素导致,这一发现将对医药行业以及食品制造业产生深远影响。
   细菌减肥要听大夫的
  《知道》:那么,普通人该如何减肥呢?
   赵立平:比较理想的状态是要分析人体菌群结构,以及内毒素和炎症情况,通过“药食同源”的食物改变肠道菌群。比如通过食用一些膳食纤维含量丰富的食物,以及苦瓜和黄连素等苦的食物和植物对有害菌进行压制,对有益菌进行扶持。另外,薏仁、山药等食物也对有益菌的生长有促进作用。
   借用我电子邮件的签名:平衡膳食,调理菌群,颐养天年,无疾而终。但是针对肠道菌群进行减肥,需要在受过训练医生的指导下进行,切忌道听途说,盲目跟风。
   慎用减肥保健品
   温馨提醒:慎用减肥保健品
   传统中药具有减肥作用的药物麻黄、山楂、大黄、黄芪、防己、白术、泽泻、荆芥、郁金、猪苓、甲壳质、仙人掌、硫酸软骨等大多作用机理不明,有效成分不清,且缺乏大规模的临床研究。目前,我国的减肥产品主要是保健品中药,大多为没有自主知识产权的减肥药物。
   倾泻型减肥产品:治标不治本
   对传统减肥茶进行改良,利用茶叶祛脂化腻的功效减肥。一些厂家在减肥茶中加入了剂量不等的泻药大黄、芒硝、番泻叶等,通过腹泻的方式减少人体中的水分、蛋白质,造成的是体重降低的假象,治标不治本,长期服用会出现习惯性腹泻、胃肠功能失调和人体失水等症状,对人体机能造成损害。一旦停药,易出现反弹。
  饥饿替代型减肥产品:降低机能易反弹
   通过“节食”减肥,低热量饮食代替正常饮食,减少人体对脂肪、糖类的摄入,依靠人体自身的脂肪消耗来补充能量。为造成“吃饱”了的感觉,厂家在减肥食品中加入食欲抑制剂芬氟拉明、安非拉酮等,长期使用会使身体处于饥饿状态,不仅降低了机体各方面的活动能力,停用之后,迅速反弹。  

王传超    




 

 



 

编辑 鹤翔 141231




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