细菌使人肥胖
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科学家研究发现,身材胖瘦与消化道里的细菌类型有关。一部分细菌可能更善于利用食物中的能量,并帮助人体储存更多脂肪,导致发胖。
说起减肥,有的人可能挺委屈的:自己吃得并不多,为什么就是比别人胖?我的朋友小张的妈妈则有另一种委屈:女儿无论吃多少还是很瘦,总让人误以为她这个当妈的没有好好照顾孩子。美国科学家的一项新研究显示,肠胃里的细菌可能是造成这种差别的原因。由于体内细菌群落构成不同,人们利用食物能量的效率也不同。
暴食的瘦子
肥胖已经成为一个世界性的难题,全球约有10亿人体重超标,其中3亿人患有肥胖症,美国有65%的成年人超重。这些数字就像胖子的腰围,还在令人不安地增长。胖瘦并不只是身材美观与否的问题(虽然多数女人减肥完全是因为爱美),肥胖会增加高血压、糖尿病和心脏病等的发病风险,严重降低生活质量。
每年有大量金钱花在减肥和肥胖研究上面,控制体重的效果却实在不能令人满意。科学家已经在寻找肥胖基因方面取得一些进展,但离研究出真正有效的减肥方法还很遥远,还是只能劝大家少吃饭多锻炼。严格节制饮食是对意志力的重大考验,改变生活方式以增加运动量对多数人来说也很困难,总是说的多做的少。有没有谁能够毫无顾忌地吃喝,不运动,却仍然保持苗条呢?美国微生物学家会告诉你:他的研究小组喂养的无菌鼠可以。
这些实验鼠生活在小型塑料容器里,与外界的尘土和细菌隔绝,体内基本上没有细菌,而普通老鼠的消化道里有着大量细菌。研究人员给这些无菌鼠提供充足的食物,让它们随意猛吃,要是普通鼠这么个吃法,早就胖得不成样子了,无菌鼠却十分苗条。发表论文说,在无菌环境里喂养的实验鼠,身体脂肪比基因相同的普通鼠少42%,虽然它们吃的食物比普通鼠多29%。
有意思的是,这些无菌鼠的新陈代谢比普通鼠要慢27%,说明它们苗条的身材不能用快速新陈代谢消耗能量来解释。还把无菌鼠转移到有细菌的环境里,使其消化道里也像普通鼠一样生长很多细菌,结果它们迅速发胖,在食量减少的情况下,两星期之内体重就达到与普通鼠相当的水平。
肠胃里的肥胖
这项研究,首次揭示了消化道细菌可能与体重有关。这其中是否确实存在因果关系?此后两年中,进行了一系列相关研究。2005年,实验室的另一位博士发现,胖鼠和瘦鼠消化道里的细菌不同。
研究人员培养了三组实验鼠,其基因基本相同,只在一个“瘦素”(leptin)基因上存在不同变异。瘦素是影响体重和食欲的重要激素,瘦素基因的两个副本都发生变异的实验鼠长得特别胖,最后胖到走不动路,只有一个副本变异或没有变异的实验鼠则体型苗条。消化道细菌主要分为两大类,一类称为“硬壁菌”,另一类是“拟杆菌”。分析发现,瘦鼠消化道里的细菌主要属于拟杆菌,胖鼠体内的拟杆菌比瘦鼠少一半,主要由硬壁菌组成。
这一成果为细菌与体重的关系提供了定量分析的线索,但并不能说明是细菌不同导致了体重差异,还是体重差异使体内菌群发生变化。而且,这种现象在人身上是否也存在?
其中一篇论文中报告说,她征集了12名肥胖的志愿者,让他们采用低脂肪或低碳水化合物的饮食,坚持一年,其间定期分析这些人的消化道细菌构成,与5名体重正常的志愿者进行对比。在实验开始时,肥胖者肠胃中的细菌有90%以上是硬壁菌,只有3% 是拟杆菌;相比之下,普通人体内细菌有30%是拟杆菌。坚持减肥饮食一年后,肥胖者的体重普遍有所下降,体内硬壁菌比例降到73%,而拟杆菌增加到15%。
在另一篇论文中,实验室的研究生报告了他分析两对实验鼠消化道细菌基因组的结果。在每一对中,两只实验鼠都是同胞,其中一只是健康的,另一只因为瘦素基因变异而肥胖。分析发现,胖鼠体内的细菌有着更多处理淀粉和多糖的基因,能产生更多的单糖和脂肪酸供身体利用。把胖鼠体内细菌移植给无菌鼠,能使其身体脂肪在两星期内暴增47%,而移植瘦鼠细菌的无菌鼠脂肪只增加27%。
难以分解的糖
这一连串数字背后的意义是什么?简单地说,这显示细菌能够帮助身体利用食物中的能量,比如分解较大的碳水化合物分子,而某些细菌对此可能比另一些细菌更加擅长。这使得生活在有菌环境里的实验鼠比无菌鼠胖,其中又有一些特别胖,人类的胖瘦也有这方面的原因。
碳水化合物是包括人类在内的许多动物的重要营养来源,也称糖类,由碳、氢和氧三种元素组成。不能分解成更小分子的糖称为单糖,比如葡萄糖。单糖能被身体直接吸收利用,所以病人难以进食时要输葡萄糖溶液。我们平时吃的蔗糖属于双糖,能分解成两个单糖分子,不难分解,也是迅速补充血糖的好材料。由很多单糖分子组成的糖叫做多糖,分子越大越难分解,馒头、米饭里的淀粉需要唾液和肠道里的淀粉酶加工,至于干草嘛……说起来其主要成分也是“糖”,我相信没有几个人愿意去吃吃看。
为什么人不能靠吃草生活,牛、羊和马就可以?因为它们的胃里有着特别的微生物,可以帮助分解那些分子很大的碳水化合物纤维,把它们转换成小分子的单糖或脂肪酸供吸收。人的肠胃里也有很多微生物,虽不能消化干草,但也能完成一些人体本身做不到的生化反应,有助于分解食物、吸收营养。在漫长进化历程中的绝大多数时候,我们的祖先都处于食物匮乏的状态,有这么一群微生物来帮助自己更有效地利用有限的食物,实在不是坏事。很多消化功能就由细菌代劳了,不需要人类自己去进化出来。
与细菌一起生活
胎儿在母腹中时,基本上处于无菌环境中,消化道里没有细菌。经过产道出生时,会感染(这里的“感染”是中性词,并没有危害健康的含义)第一批细菌。随后,大量细菌通过食物和外界环境进入婴儿体内,到两岁时,消化道细菌群落基本成型。这些细菌彼此依存,一种细菌产生的废物就是另一种细菌的食物,从而形成稳定的群体,此后不易发生改变。一般情况下,它们有益无害,可以与人和谐相处。
据估计,每个人体内细菌总重为1公斤到1.5公斤,细菌总数量为10万亿到100万亿,超过人体细胞总数的10倍,基因组总大小则为人体基因组的100倍。从某种意义上讲,不妨认为细菌是主体,人体倒是个附属器件。这些细菌与人一起生活,共同进化,对人体新陈代谢起到重要影响。
消化道细菌于20世纪60年代首次受到重视,但由于其数量巨大、种类众多,而且离开肠胃环境就难以生存,实验室培养非常不易,人们对其了解一直不多。直到近年来,DNA分析技术的发展才使科学家能更好地清点这些细菌的种类,理解其功能。初步分析显示,每个人体内可能有500种细菌,但不同的人拥有的细菌种类大不相同,因此消化道细菌总共可能有几千种或更多。
已对消化道中一种称为“多形拟杆菌”的细菌进行了较为详细的研究,发现它有着约240种帮助分解多糖的酶,比人的98种多得多。多形拟杆菌甚至能根据饮食结构自动调整工作方式,启动合适的基因来帮助利用营养物质。“史氏甲烷短杆菌”则可帮助清除其它细菌产生的废物,使多形拟杆菌等细菌能更好地发挥分解食物的作用,比如将更多的果聚糖转换成脂肪酸。
除了帮助分解食物,细菌还会帮助身体储藏能量。研究发现,细菌会抑制实验鼠体内FIAF酶的作用,从而帮助身体积蓄脂肪。FIAF酶产生于肠道内层、肝脏和脂肪细胞,能够减少细胞里的脂肪,无菌鼠体内的这种酶含量较高,感染细菌后,这种酶的活性降低,身体脂肪增加。
懒人减肥法?
市面上已经有不少酸奶和益生菌饮料,号称能够帮助调节肠胃菌群,提高免疫力、有益健康云云。将来是不是也会出现类似的商品,吃上一小盒含有“减肥细菌”的零食就能轻轻松松减肥,同时还能放心吃饭?
科学家对此照例很谨慎,不肯轻易许诺。这是情有可原的:首先,人们对肠胃菌群的了解仍然十分有限,对改变它的后果没有把握。轻率行事的话,很有可能体重没减下去,倒弄得人生起病来。其次,如前所述,每个人的肠胃菌群在两岁时就基本稳定下来了,形成一个自给自足、相对封闭的体系,新来的细菌并不容易在其中扎根。实验中,胖子们的体内细菌的确发生了变化,但那是长达一年的艰苦节食的结果。第三,就算是细菌这方面能够调整过来,少向身体提供一些能量,焉知身体没有别的补偿机制,失之东隅收之桑榆地把减少的能量补回来?
所以,关于细菌和体重的研究是有趣的,值得关注一下。但是要减肥的话,只能把这当作一种“离实用还很遥远的”可能性,最安全的方法还是少吃饭、多运动……
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