全球肥胖率持续上升，对代谢健康和医疗系统产生深远影响。尽管近一个世纪以来进行了严格的研究，并积累了越来越多的干预手段——包括生活方式改变、减肥手术和药物治疗——但许多人仍然难以长期维持减重效果。
与此同时，肠道微生物组已成为代谢调节的关键参与者。早期研究表明，微生物组成可能直接影响肥胖风险。然而，较新的证据将这种关系重新定义为更为复杂且不断变化的，受到多种因素的影响。
这篇IPA博客探讨了我们对微生物组-肥胖关联的理解如何演变——从早期的组成研究到对微生物功能和宿主信号传导的新见解。
肥胖简述
近几十年来，全球肥胖率急剧上升，目前影响超过10亿人。这一状况与多种共病相关，包括2型糖尿病、心血管疾病、高血压、脂肪肝疾病、某些癌症以及不良的心理健康结果。肥胖还增加了感染并发症的风险，并导致生活质量下降。
肥胖通常由能量摄入与消耗之间的不平衡引起，尽管遗传因素、甲状腺功能减退、库欣综合征、抑郁症和某些药物也可能促进脂肪积累。传统上，肥胖被定义为身体质量指数(BMI)≥30 kg/m²，其潜在生物学机制涉及紧密协调的神经内分泌、代谢和行为系统，这些系统维护体重并抵抗长期变化。
肥胖治疗方法
尽管生活方式干预——饮食、运动和行为疗法——通常是治疗的基础，但其长期效果受到生理适应的限制，如饥饿感增加、能量消耗减少和促进体重反弹的激素变化。
减肥手术方法——包括Roux-en-Y旁路术和袖状胃切除术——提供了显著且持久的减重效果。然而，这种治疗方式通常只适用于严重或病态肥胖患者，并且存在并发症、再次手术的风险，极少情况下可能导致死亡。
药物治疗方法随着时间的推移有了显著发展。早期药物，包括20世纪初引入的安非他明，常常受到安全性问题的限制。相比之下，较新的疗法——特别是胰高血糖素样肽-1(GLP-1)受体激动剂如司美格鲁肽和双受体激动剂如替尔泊肽——靶向食欲调节和肠-脑信号通路，产生具有临床意义的体重减轻。这些进展强调了一个关键认识：体重不仅由行为决定，还受到生物学调控。值得注意的是，这些药物所针对的许多肠道衍生信号通路——包括GLP-1、肽YY(PYY)和胆汁酸信号——也受到肠道微生物组的影响，突显了药理学和微生物生理学之间的重要交叉领域。
肠道微生物群作为肥胖疗法的调节器
尽管许多当前疗法有效，但治疗停止后的体重反弹仍然很常见，这强调了需要针对潜在生物学驱动因素而不仅仅是短期干预的解决方案。研究表明，靶向肠道微生物群与肥胖之间的相互作用可能提供新的解决方案。微生物组似乎并非作为主要治疗方法，而是影响个体对饮食改变、减肥手术和药物的反应。微生物组成的变化与减重效果和代谢改善的差异相关联。因此，微生物组越来越被视为治疗成功的调节器——甚至放大器。
肠道微生物群与肥胖
肠道微生物群在消化、维生素合成和代谢中发挥着关键作用。随着研究技术在过去几十年的发展，人们开始关注肠道微生物群与肥胖的密切关系。
在2006年的一项具有里程碑意义的研究中，研究人员发现肥胖小鼠的肠道微生物组从食物中提取能量的能力更强。当无菌小鼠接受来自肥胖供体而非瘦供体的微生物群时，它们获得了更多的体脂。然而，更多近期研究表明，无菌小鼠饲养条件的差异可能导致结果不一致。
微生物组成差异曾被提出作为肥胖的定义特征。尽管早期研究暗示肥胖人群中厚壁菌门与拟杆菌门的比例更高，但后续研究产生了不一致的发现；这一指标现在被认为是一种过于简化且不可靠的标记。
当前视角：功能重于分类
近期研究强调了微生物功能和代谢输出，而非广泛的组成分类。
将肠道微生物群与肥胖联系起来的关键功能途径包括：
- 通过短链脂肪酸(SCFAs)调节能量平衡、肠道屏障完整性、食欲激素和胰岛素敏感性
- 调节胆汁酸信号，控制葡萄糖和脂质代谢
- 通过产生脂多糖(LPS)等微生物产物促进慢性炎症
了解这些功能途径有助于解释靶向策略（如益生菌和益生元）如何可能影响代谢健康。这些方法并非广泛改变微生物组成，而是旨在以支持体重管理和代谢结果的方式塑造微生物活动。
益生菌与肥胖
益生菌是"当以足够量给予时，对宿主健康有益的活微生物。"除膳食补充剂外，酸奶、发酵乳和其他一些食品可能含有益生菌。
2024年的一项系统性综述发现，在不进行节食的情况下使用益生菌，在66.6%的回顾研究中显著降低了体重和身体质量指数，在80%的六项回顾研究中显著降低了腰围。双歧杆菌和乳酸杆菌各种菌株的组合最为有效。
这些发现与早期的汇总分析一致，后者一致报告了体重相关结果的适度但可测量的益处。2018年的一项荟萃分析发现，与安慰剂相比，益生菌降低了BMI、体重和脂肪量，其中乳酸杆菌显示出最大效果。2019年的后续分析证实了体重和代谢参数的改善，在较高剂量和某些单菌株干预中观察到更大的脂肪减少。
新兴研究还关注"下一代益生菌"(NGPs)，这些是较新的、通常是共生肠道衍生的微生物菌株，针对特定的代谢或免疫功能进行选择。与传统益生菌不同，这些候选菌株主要在临床前模型中证明了抗肥胖和代谢效果，它们似乎影响肠道屏障完整性、炎症、微生物信号传导和食欲调节。涉及嗜黏蛋白阿克曼菌和蜂房哈夫尼菌的早期人类研究报道了有利的代谢效果，但仍需更大规模的临床试验。
此外，益生菌可能作为饮食和运动干预的辅助手段增强减重效果。2022年的一项荟萃分析发现，与仅进行饮食和运动干预相比，干预加上益生菌导致体重、脂肪量和腰围的进一步降低。
益生元与肥胖
益生元——定义为"被宿主微生物选择性利用以提供健康益处的底物"——已成为解决肥胖问题的有前景的饮食策略。
通过调节肠道微生物群，益生元有助于促进更平衡和代谢有利的微生物环境。常见形式包括果寡糖(FOS)、半乳寡糖(GOS)、菊粉和某些类型的抗性淀粉。它们天然存在于全谷物、豆类、洋葱、大蒜和菊苣根等食物中，但也可能添加到食品或膳食补充剂中。这些化合物不被宿主消化，而是被肠道中特定类型的微生物发酵，导致产生短链脂肪酸(SCFAs)，这些酸越来越被认为是宿主健康的重要后生元介质。
在此背景下，益生元及其下游后生元代谢物可能协同作用影响宿主代谢。
短链脂肪酸在代谢调节中发挥核心作用，通过改善葡萄糖稳态、减少胰岛素抵抗、降低炎症，并刺激胰高血糖素样肽-1(GLP-1)等激素的释放，从而支持饱腹感和血糖控制。益生元还往往增加双歧杆菌和乳酸杆菌等有益细菌，同时促进更广泛的微生物多样性和稳定性。一些研究表明，这些微生物变化可能影响胃饥饿素和肽YY等食欲调节激素，导致食物摄入减少。这种效果也在儿童中得到证明。
2024年对30多项随机对照试验的荟萃分析发现，来自菊苣根的菊粉型果聚糖可能通过降低体重、BMI、脂肪量、腰围以及在一定程度上降低体脂百分比，有利于体重管理。
益生元似乎是支持与肥胖和代谢健康相关途径的安全、耐受良好且具有成本效益的方式。
由于现代饮食中可发酵纤维和发酵食品相对较少，有时会使用补充剂来帮助支持与微生物组相关的健康益处。
饮食与肥胖
除了其益生菌和益生元含量外，饮食可以显著影响肠道微生物群的组成和多样性。
例如，西方饮食——高红肉、饱和脂肪、糖和加工食品，但纤维含量低——与促进肥胖的肠道微生物组相关。研究表明，这种模式减少了有益的、抗炎细菌，如嗜黏蛋白阿克曼菌和普氏粪杆菌，限制了肠道产生支持健康的代谢物的能力。
相比之下，地中海饮食——富含全谷物、水果、蔬菜、豆类、坚果和特级初榨橄榄油，以及以鱼类为主要脂肪来源，减少红肉和甜食——与支持代谢健康的肠道微生物组相关。它促进有益细菌，如玫瑰菌属和普氏粪杆菌，这些细菌产生抗炎化合物如丁酸盐。这些变化增强了微生物平衡，并与肥胖及相关疾病风险降低相关。
作为西方饮食通常缺乏益生菌和益生元，建议补充以获得健康益处。
体育活动与肥胖
体育活动可以通过增加肠道微生物组的多样性和促进更健康的细菌平衡来积极重塑肠道微生物组。这些变化通过改善肠道屏障功能、减少炎症和增加短链脂肪酸等有益化合物的产生来支持代谢健康。运动的强度和持续时间似乎是驱动这些有意义的微生物变化的关键因素。
要点总结
肥胖不仅仅是意志力的问题——它是一种受饮食、代谢和肠道微生物组之间复杂相互作用影响的生物学调节状况。虽然微生物组不太可能是肥胖的主要原因，但它在塑造代谢功能以及个体如何对饮食、药物和手术等治疗做出反应方面发挥着重要作用。新兴研究将重点从存在哪些微生物转向它们的功能——突出了影响炎症、食欲和能量平衡的途径。实用策略——包括富含纤维的饮食、益生元、益生菌和体育活动——可以帮助支持更健康的微生物组。最终，靶向微生物组可能不会取代现有疗法，但可能会增强其有效性并改善长期结果。
图片来自Mohamed Hassan，Pixabay
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