剖析益生菌与肥胖

2022-03-15赵爱青杨德兵

山西大同大学学报(自然科学版) 2022年5期

赵爱青，杨德兵，常青

（山西大同大学医学院，山西大同 037009）

肥胖是一个重要的健康问题，与许多慢性代谢性疾病相关，比如高血压、糖尿病和血脂异常等。根据世界健康组织（World Health Organization，WHO）规定，成年人的体质指数（body mass index,BMI）大于30 时可被认定为肥胖。肥胖人群的寿命要比正常人群短7 年[1]。

1 肠道微生物失调与肥胖

人类的肠道中栖息着数万亿的微生物，它们与人类健康的关系非常紧密。肠道微生物失衡会导致潜在的炎症性肠炎、艰难梭状芽胞杆菌感染、肥胖和自身免疫紊乱等[2]。

已经有大量的研究探讨了肥胖患者的肠道微生物菌群失调现象。研究发现，体重降低的成年人群中乳杆菌属含量升高，但在超重或肥胖儿童中其含量偏高[3-4]。拟杆菌属的含量在肥胖人群中占比较高，并且此菌的丰度与BMI呈正相关[4]。另一项研究则发现了BMI和双歧杆菌之间呈逆相关[5]。

肠道菌群与肥胖紧密相关。如瘦者和肥胖者除了肠道菌群种类不同外，肥胖者的肠道菌群多样性显著低于瘦者，而且肥胖者在减肥后，肠道菌群会发生明显变化，且变得与瘦者的肠道菌群更加相似[6]。2013 年发表在《Science》杂志上的一篇粪菌移植研究也表明，移植胖子粪菌的小鼠，会长得更胖[7]。

此外，抗生素引起的肠道菌群改变，也与体重增加存在一定的关联[8]。种种迹象都推动着研究人员相信，肠道菌群组成的变化，可能在多个方面导致超重与肥胖[9]。

那么，我们是否可以通过调节肠道菌群来抑制肥胖、减轻体重呢？为了回答这一问题，许多研究者开始探究益生菌的减肥功效。目前也有一些研究侧重于探究一些益生元的作用，如阿拉伯木聚糖和阿拉伯木聚糖低聚果糖。这些益生元或能调控与肥胖相关的代谢异常。

2 益生菌调控肥胖的证据

Hamad 等人发现格氏乳杆菌SBT2055 可以降低瘦型Zucker 鼠（常见基因性肥胖的动物模型）的血清瘦素水平，并减小脂肪细胞大小[10]。

一项2019 年发表的荟萃分析[11]发现，与对照组相比，补充益生菌组的体重、腰围、体脂和BMI 都显著降低。此外，该研究还发现，高剂量以及单一菌株的益生菌，比低剂量、多菌株的益生菌，更能减少体脂。该研究一共纳入了12 项随机对照试验、821 名参与者。

另一项荟萃分析涵盖了105 篇文献和6 826 名参与者[12]。该研究也报道，补充益生菌可以降低体脂、腰围和BMI，而且在这些指标有所降低的试验中，大多数益生菌补充剂含有双歧杆菌（短双歧杆菌、长双歧杆菌）、唾液链球菌嗜热亚种和乳酸杆菌（嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌和德氏乳杆菌）。

然而，减肥并不是对抗肥胖的唯一方法，如果可以从一开始就防止不必要的体重增加，避免肥胖，可能对体重控制更有价值。2020 年的一项小鼠研究[13]发现，在西方饮食模式下，与对照组相比，饲喂鼠李糖乳杆菌GG（ATCC 53103）和乳球菌乳脂亚种（ATCC 19257）的小鼠体重增加较少，肝脏脂肪变性和炎症发生率较低。

这些研究表明益生菌可能有助于防止体重增加、抵御肥胖。因此益生菌和肥胖背后的关联机制已经吸引了众多研究者的关注。

3 益生菌调控肥胖的可能机制

目前具体机制尚不明确，根据已有文献做了初步汇总。

3.1 胆汁酸代谢

胆汁酸与小肠中膳食脂肪的摄入息息相关。在肠道中，细菌能够通过分解并二羟基化的方式将原胆汁酸转化为次级胆汁酸。胆汁酸同样也是法尼醇X 受体（farnesoid X-receiving receptor，FXR）的配体。在一篇有关FXR 失活小鼠和野生小鼠的肠道微生物研究中，发现肠道微生物可以通过FXR 信号促进饮食肥胖[14]。高脂饮食的FXR 失活小鼠通过粪菌移植后，发现了无菌小鼠的体重增长要比非无菌小鼠增长慢。这表明了肠道微生物可以引发饮食性肥胖[15]。

益生菌可通过改善肠道菌群结构，影响消化过程。Rountree 认为：“某些细菌比其他细菌更善于从食物中转化能量。”这意味着，如果这一类细菌增多，人体会获得更多的能量，从而转化为身体的脂肪[16]。

3.2 短链脂肪酸

短链脂肪酸（short-chainfatty acids，SCFAs）中的主要成分是乙酸、丙酸和丁酸。在肥胖和低纤维饮食（如多糖、抗性淀粉和蔬菜低聚果糖摄入减少）的患者中，观察到了粪便丁酸含量、总SCFAs 含量和双歧杆菌量的减少[17]，而高纤维饮食可以通过SCFAs 调控胃肠道及一些代谢途径来协助肥胖的调控。

益生菌或可通过调节食欲和饱腹感，减少食物摄入量。某些益生菌可以增强短链脂肪酸的产生，增强脂肪酸的氧化，减少脂肪的储存[18]。短链脂肪酸还可以刺激瘦素等饱腹感相关激素的产生[19]，而一些双歧杆菌类的益生菌，则可以促进胰高血糖素样肽-1（GLP-1）的释放[20]，从而调节食欲。

3.3 代谢性内毒素血症

长期以来，对肥胖都是通过慢性炎症和胰岛素抗性来定义的。在一些研究报道中，肥胖可以导致肠道渗透性和代谢性内毒素血症。肥胖和慢性炎症之间的关系直到Cani 等的研究才被阐明。Cani 等发现高脂饮食会导致血浆脂多糖（LPS，也被称为细菌内毒素）的升高，或者称之为代谢性内毒素血症[21]。

益生菌或可通过减少机体的炎症，避免肥胖。服用益生菌或可降低肠道菌群中脂多糖（LPS）产生菌的丰度，从而缓解LPS 诱导的组织和全身炎症[22]。益生菌还可以减少条件致病菌及其代谢产物，如三甲胺（TMA）和吲哚等，下调促炎基因的表达[23]。此外，某些益生菌还能参与改善胰岛素敏感性[24]。因此，益生菌可能通过影响机体的多个方面对体重产生影响，但值得一提的是，不同益生菌对体重影响的确切机制仍需进一步研究。

4 减重效果具有菌株特异性

益生菌的益生作用具有菌株特异性，有些益生菌的作用是改善机体代谢、促进营养吸收，所以，某些益生菌不仅不会抑制肥胖，还可能会导致体重的增加。

比如，罗伊氏乳杆菌DSM 17938 可以促进早产儿体重的增加[25]，干酪乳杆菌鼠李糖亚种（Lcr35®）可以帮助急性腹泻的儿童增加体重[26]。此外，也有动物试验揭示，有些益生菌并不能帮助降低体重。比如，给德国牧羊犬和比利时牧羊犬饲喂混合益生菌（干酪乳杆菌Zhang、植物乳杆菌P-8 和乳双歧杆菌V9），显著提高了犬的体重[27]。