你是否曾想过身体里的细小肠道菌群也许正在暗中影响着我们的体重?看似微不足道的它们,如何与体重关系匪浅?它们究竟是靠什么神奇力量调控人体代谢?让我们一探究竟......

专家热议

肥胖症的世界性大流行给个人和公众健康带来沉重负担。截至2016年,全球有13%的人口肥胖,并呈不断上升趋势。预计到2039年,欧洲将有超过30%的成年人肥胖,而美国的比例更高。

肥胖是遗传、生活方式和环境多重因素相互作用的结果,导致体内脂肪组织(AT)能量储存过剩,超出代谢消耗能力。这会引发炎症、胰岛素抵抗和多种代谢性疾病风险增加。多年研究表明,肥胖与线粒体功能障碍和肠道菌群紊乱密切相关,但具体机制尚未阐明。

于是,最新一期《Nutrition》杂志发表了一篇重磅评论文章,系统探讨了肥胖症中的肠道微生物群如何影响脂肪组织的线粒体功能,进而干扰代谢平衡。如能厘清其中关联,就有望为肥胖治疗开辟新路径。

脂肪新解:终结"储备罐"印象

传统观点认为,脂肪组织不过是身体的"储能库"和"保温层"。但新的研究打破了这一观念,视脂肪为一种活跃的"内分泌器官",在代谢调控中扮演重要角色。

脂肪组织主要由脂肪细胞、前体细胞和免疫细胞等构成。它们合力分泌瘦素、脂联素等激素以及多种细胞因子,对新陈代谢产生深远影响。根据功能和结构差异,脂肪可分为两大类:

白色脂肪(WAT):肿大的脂肪细胞负责储存过剩热量,在机械保护和新陈代谢调节中不可或缺。棕色脂肪(BAT): 细小富含脂质的细胞通过"非颤抖产热"发热,可有效消耗能量,因此在治疗代谢紊乱症中大有可为。代谢"保驾护航"的两大功勋

脂肪的确是个复杂分子。一方面,异位脂肪堆积与代谢并发症如胰岛素抵抗等风险增加有关。但另一方面,WAT的"褐色化"(脂肪细胞趋近BAT特征)却可能为肥胖和代谢疾病治疗带来新曙光。

而WAT作为内分泌器官,分泌的瘦素、脂联素等脂肪因子更是调节能量代谢的关键因子。与此同时,BAT通过解偶联蛋白1介导的"非颤抖产热",则是人体消耗能量的重要来源。两者在能量平衡和新陈代谢调控上扮演各自独特而不可或缺的角色。

关键所在:线粒体,代谢的"动力之源"

作为细胞的"发电厂",线粒体的功能是制造ATP为细胞提供能量,同时协调脂质、糖代谢等过程。其在白棕脂肪细胞代谢中不可或缺。

在WAT细胞中,线粒体主导脂肪酸合成、分解代谢,影响脂肪细胞分化和代谢健康状况。一旦其功能紊乱,代谢就会"寸步难行"。而在BAT中,线粒体则通过调节解偶联蛋白介导的"非颤抖产热",充分发挥了热量消耗的独特作用。

因此,线粒体功能状况与肥胖和代谢疾病的发生发展密切相关。

"内鬼"难除:肥胖如何损害线粒体

肥胖导致人体脂肪组织出现严重的线粒体代谢障碍,成为肥胖并发症的重要诱因。具体表现包括:

线粒体蛋白表达下调线粒体DNA拷贝数减少氧化磷酸化酶复合物活性降低

这些改变不仅降低了能量利用和贮存效率,还助长了脂肪细胞的无限肥大,进一步加剧了全身炎症和胰岛素抵抗。

在这一过程中,WAT细胞的线粒体功能紊乱影响脂肪酸氧化和分化;而BAT细胞中,线粒体功能失常则将冷量产热能力严重削弱,使其表型向贮存型WAT细胞靠拢。由此可见,线粒体是维护脂肪组织代谢功能的关键所在。

谜底揭晓:肠道菌群力量了了

那么,肥胖是如何引发线粒体功能紊乱的呢?答案就潜藏在我们体内的"小宇宙"——肠道菌群之中。

人体肠道内存在数万亿微生物,其多样性影响着我们的脂质和葡萄糖代谢。这些微生物们合力产生短链脂肪酸等代谢产物,可直接影响线粒体驱动的脂肪酸氧化和脂肪细胞分化,进而加剧或减轻肥胖进程。

一旦肠道菌群生态失调,就会扰乱代谢平衡,增加肥胖及其并发症风险。这也从侧面说明,调节肠道菌群或许能改善线粒体功能,从根本上遏制肥胖。这无疑为肥胖治疗带来了新的曙光。

除了理论解释,亲身实例或许会让我们更直观地认识到肠道菌群与肥胖代谢之间的密切关联。

案例1:孪生兄弟的"重量之谜"

詹姆斯和布鲁斯是一对同卵孪生兄弟,基因背景完全相同。但令人费解的是,詹姆斯体重一直处于正常水平,而布鲁斯却饱受肥胖困扰。

经过检查,研究人员发现两人的肠道菌群存在明显差异。詹姆斯体内优势菌群以产能最低的菌株为主,而布鲁斯则以产能较高的菌群为主导。这就解释了为什么在相同生活方式下,布鲁斯比詹姆斯摄入更多能量,进而导致肥胖。

案例2:从菌移植看代谢转折

除了天生差异,人为干预也证明了肠道菌群在调节体重方面的作用。

一项研究中,科学家将来自瘦型捐赠者的肠道菌群移植到肥胖症患者体内后,发现后者的胰岛素敏感性得到明显改善,体重也出现可喜下降。反之,接受肥胖捐赠者菌群移植的瘦型受试者,代谢状况则迅速恶化。

这些现象说明,合理调节肠道菌群的确能帮助恢复代谢平衡,为肥胖症防治带来全新曙光。

前景展望:让菌群"优化"引领抗肥新蓝图

近年来,微生物组学的飞速发展让我们得以窥见肠道菌群奥秘的一角。未来,如何基于这些发现制定新的治疗策略将是亟待解决的课题。

一个可行的方向是开发新型益生菌或合理调整膳食模式,从而优化体内菌群结构,修复菌群生态平衡。比如富含膳食纤维和多酚的食物有望促进有益菌群生长。此外,肠道菌群移植疗法也被视为一种极具前景的全新手段。

总而言之,肠道菌群在调控人体代谢中扮演着不可忽视的重要角色。期待这一"微观力量"在未来为肥胖症的治疗和预防带来突破性进展。

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参考文献：Colangeli L, Escobar Marcillo DI, Simonelli V, Iorio E, Rinaldi T, Sbraccia P, Fortini P, Guglielmi V. The Crosstalk between Gut Microbiota and White Adipose Tissue Mitochondria in Obesity. Nutrients. (2023). DOI - 10.3390/nu15071723, https://www.mdpi.com/2072-6643/15/7/1723