肠内细菌影响胖瘦
为什么吃同样的食品,有的人体重增加,另一些人则保持苗条?美国科学家通过实验证明,
一个重要原因在于不同种类肠内细菌的比例。美国《新闻周刊》12月10日一期发
表
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文章,
题目是“向肠内的细菌问好”,文章摘要如下。
你的大小肠里生活着无数的微生物,有些科学家认为,它们也许对你的胖瘦起着重要作用。
不管你什么时候进食,哪怕是站在厨柜边吃一碗麦片,千万亿最亲密的同伴都在与你共进。
食物翻滚着通过重要的肠道时,细菌、真菌和其它微生物都在分享。这不是单向关系。那些
微生物对我们的身体健康起着非常重要的作用。它们分解有毒物质,制造一些维生素和重要
的氨基酸,教育免疫系统并构筑对付传染性病菌入侵的屏障。一项令人振奋的新研究表明,
肠内微生物的组成可能影响我们的体重。如果真是这样,那就可能为控制体重提供新的战略。肠内生活着哪些微生物?它们在那里干什么?这只是科学家对这个空白领域提出的许多重要
问题中的两个。华盛顿大学研究基因组的科学家杰弗里·戈登说:“人类肠内的情况是真正
未知领域。生活在那里的各种微生物就像一个器官发挥着我们人类还不具备的功能。”
从幼年起,人体里就有一个巨大但不断变化的微生物群体:身体内部或者表面的微生物细胞
是我们自身细胞的10倍。它们大多数生活在肠里,其他大部分在口腔、食管、胃、上呼吸道、皮肤和阴道。谁也不知道有多少不同的微生物在人的肠里共处。戴维·雷尔曼及斯坦福大学
的同事对肠进行了首次全面调查,他们在3个健康人的肠里数出了395种以后就放弃了。要
真正查清的话,几乎肯定有数千种。
奇怪的是,与微生物的这种伙伴关系并不是随我们生命的开始而开始的。胎儿在无菌的羊水
中生长,但是这种隔绝状态随着出生而结束。微生物沾到婴儿的皮肤上,有的进入嘴里。最
初婴儿体内的微生物群体像母亲的,以后逐渐形成自己的特点,最终肠内的微生物群体就像
指纹一样独一无二。
肠由小肠和大肠组成。把它拉直,有校车那么长。把肠壁千百万个像指头那样的凸出部分拉平,很容易覆盖一个网球场。吃下去的食品在小肠内分解成单糖、脂肪和氨基酸。这些物质
小得可以穿透肠壁,进入附近的血管。水果、蔬菜和谷物里的纤维以及其它无法消化的物质
基本上原封不动地进入大肠。
消化不了的东西是肠内微生物的丰盛大餐。结肠里黑暗、湿润、无氧,是微生物将从小肠过
来的不可消化的物质发酵并生产单糖和短链游离脂肪酸所需要的条件。它们这样做是为了自己,但也把这些能量丰富的物质与它们的东道主(我们)分享。有些人每天需要的热量高达10%来自肠道细菌生产的物质。
戈登与同事认为,有些人肠中的微生物提取能源的效率比另一些人的强。这可以部分解释为
什么吃同样的食品,有的人体重增加,另一些人保持苗条。一系列精密的实验证实了戈登的
假设。
戈登的研究小组在无菌状态下培育了几代老鼠。这些无菌鼠每天吞食的东西几乎比普通鼠多
三分之一,但是脂肪却少40%。研究人员把普通鼠肠中的微生物注入无菌鼠肠中,那些被注
入微生物的老鼠体重开始增加,尽管它们并没有得到额外的食品。研究人员又从天生肥胖的
老鼠的肠中取出微生物,注入无菌的瘦鼠肠中,这些老鼠体内脂肪的增加更快些。
为了弄清肥鼠肠里的微生物是否不同于瘦鼠肠里的微生物,华盛顿大学的研究小组利用DN A
序列图来观察遗传方面的情况。在普通正常体重的老鼠中,属于硬壁菌族的细菌占到肠内细
菌的大约三分之二。属于拟杆菌族的细菌占了剩下细菌的大部分。天生肥胖的老鼠硬壁菌比
较多,而拟杆菌少得多。研究人员分析从各种微生物样品中提取的基因序列,发现肥鼠中的细菌有更多基因分解复杂的淀粉和纤维。换句话说,肥鼠内的微生物比瘦鼠内的微生物更善于从肠内物质中提取热量。
我们这样来思考:肥鼠肠内的微生物就像一辆省油车,与大量消耗能源的瘦鼠肠内的微生物相比,它们从食物中提取的能源更多,在此过程中把更多能源提供给东道主。
老鼠就是老鼠。人也是这样吗?为了寻找答案,华盛顿大学的研究人员请12名肥胖者在一年内按照低脂或低碳水化合物的食谱进食。在开始执行这种食谱以前,肥胖者肠内硬壁菌比几名自愿作为参照的瘦身者多,而拟杆菌少。在肥胖者体重减少的同时,他们的微生物组合发生了明显变化,拟杆菌增加,硬壁菌减少。饮食的种类没有关系,只有体重大大减少才出现这种变化。
这项研究表明,食品中的能量成分并不是一个固定值。一杯含110千卡的饮料,根据人们肠里的微生物,有些人可能全部吸收了,另一些人吸收的可能少一些。如果你每天吸收的与消耗的热量相差25千卡,那一年就可能增加或者减少2磅多,10年可能就是20磅。
更为实际的是,这项工作表明,设法改变肠内微生物的组成,可能是改变体重的一个办法。如果戈登的工作继续取得成果,有一天可能利用益生菌或者其它控制微生物的战略,降低肠内微生物提取能源的效率,那就可能帮助减肥。
戈登承认,还需要做大量工作才能弄清肠内微生物与肥胖的关系。即使这种研究没有结果,微生物学、分子生物学和其它许多学科共同努力,也会使我们对食物处理过程和肥胖的关系有新的认识。
虽然科学家早在100多年前就已经知道人类与众多微小邻居长期共处,但是直到最近研究才发现这些邻居对我们的健康可能有着意想不到的作用。为此国家健康研究所发起一项更深入了解我们肠内微生物的计划,从它们的基因开始。细菌基因序列可能有助于研究人员寻找微生物产出的、保护我们身体健康的化学物质。
进行一次微生物普查很重要,原因有几个。参与国家健康研究所计划的贝勒大学医学院的分子和人类遗传学教授乔治·温斯托克说:“我们需要了解谁在那里,特别是在微生物中占多数的好细菌,这样我们就能在对付坏家伙时最大限度地减少对它们的伤害。”
戈登还把目光放到另一个目标上:与营养不良作斗争。提高肠内微生物的效率可能帮助全球千百万每天吃不饱的人或者因癌症或者心脏病而体重减少的人
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