胖瘦的幕后操纵手—肠道微生物

胖瘦的幕后操纵手—肠道微生物

很早以前，研究人员就发现了肠道微生物与肥胖之间存在一定的，但是那些研究一直停留在相关性上，缺少证明二者之间存在因果关系的直接证据。2013年，我国微生物领域大牛赵立平教授在《Nature Reviews Microbiology》上撰文分析了这一现状，并认为肠道微生物与肥胖之间的关系，终将从相关关系走向因果关系。果不其然，证据说来就来了。6月9日，*期刊《自然》杂志刊登了耶鲁大学医学院Gerald I Shulman教授团队的研究论文，他们的发现几近地解释了“肠道菌群究竟是如何引起肥胖的？”这一困扰学界多年的问题。

早在2006年，由微生物领域大牛Jeffrey I. Gordon教授的研究已经表明，肠道微生物是肥胖的一个重要致病因素，尤其是微生物产生的某些短链脂肪酸可能是罪魁祸首。后来，越来越多的研究表明，短链脂肪酸与多食、肥胖和代谢综合症之间存在关联。但是短链脂肪酸究竟是如何导致肥胖的一直是困扰科学家的重要问题。

Shulman教授在前人的基础上，对那些短链脂肪酸展开了研究，zui终发现醋酸盐（acetate）是导致肥胖的关键所在。经过在小鼠体内复杂地探索与反复地验证，Shulman教授以小鼠为模型，帮我们还原了肠道微生物失衡引起啮齿动物肥胖的全过程。

高热量食物经过牙齿的咀嚼和胃的初步降解之后进入肠道，寄居在肠道里的微生物负责完成剩下的消化工作；在微生物的发酵过程中，会有大量的醋酸盐产生，这些醋酸盐被肠道吸收，随血液循环穿过血脑屏障，进入大脑；进入大脑的醋酸盐会激活副交感神经系统。这个副交感神经系统主要是控制身体的那些无意识行为，例如消化，排泄和性唤起。被醋酸盐激活的副交感神经会给胰岛发出分泌胰岛素（insulin）的指令，于是β细胞开始大量分泌胰岛素，细胞启动储存能量的程序；于此同时，副交感神经又给胃发出了释放饥饿激素（ghrelin）的指令，饥饿激素大量产生，饥饿感随之而来。

长此以往，肠道微生物失衡的小鼠会因此食量越来越大，开始变得肥胖，并出现胰岛素抵抗这种前兆糖尿病现象。

如赫拉利所言，这种正向的调节机制对于生活在采集和shou猎时代的人来讲，的确是保证他们存活下去的有利机制。然而，这种机制究竟是“深植在我们的基因里”了，还是“深植在我们的肠道微生物里”？现在我反而更相信后者。如果人类饮食习惯的进化机制是跟肠道微生物协同进化的话，那么道金斯的《自私的基因》在解释人类饮食习惯上可能要存疑了。

既然肠道里存在正向调节机制，可以让小鼠吃个不停，那么它们不会撑死吗？

当然，小鼠显然是不会被撑死的。首先，吃到撑的肚子疼，再也咽不下去了，它们肯定不会再吃了。另外，寄居在肠道的另一个类群的微生物也会提醒它们，“嘿！嘿！吃饱了，该停下了。”这就是我们人类所谓的【饱腹感】。

去年年底，《细胞》旗下子刊《Cell Metabolism》刊登了法国鲁昂大学Serguei O Fetissov教授团队的研究成果，它们找到了让小鼠产生【饱腹感】的菌群和相应的蛋白。这是发现肠道微生物分泌的蛋白参与到肠道和大脑交流的信号通路。

在小鼠的肠道里寄居着有益肠道微生物大肠杆菌K12，伴随着小鼠整个进食过程，K12在肠道中不断增多，在进食20分钟之后，K12在肠道中的数量达到。这时，估计是K12觉得自己的族群已经足够庞大了，于是它们就开始释放一些特殊的蛋白（例如ClpB蛋白）。这些蛋白会参与到肠道-大脑信号通路中，通过促进肠道细胞分泌多肽YY和GLP-1（胰高血糖素样肽-1），刺激大脑内神经细胞减轻饥饿感。就这样，寄居在肠道的K12控制了小鼠的大脑，并让小鼠产生了【饱腹感】。

当Fetissov团队将那些特殊蛋白注射到饥饿的小鼠肠道之后，发现这些小鼠的确比对照组小鼠进食少。那么，大肠杆菌K12为什么要在小鼠吃饱的时候分泌那些特殊的蛋白让小鼠产生【饱腹感】？以及，这些蛋白是如何参与到肠道-大脑信号通路中的？目前这些问题还有待Fetissov团队更加深入的研究。

从上面的两个研究中不难看出，在动物肠道内既存在导致【饥饿感】的微生物，又存在导致【饱腹感】的微生物。zui终是胖是瘦，应该跟这些微生物在肠道微生物所占的比例有关。这两类微生物处于健康的平衡状态，动物才会处于健康状态。