肥胖與腸道細菌有關嗎

先算算你超重嗎?

超重和肥胖是身體的一種亞健康狀態,其主要特徵是體內脂肪含量過高。超重和肥胖是按照體重指數定義的。

體重指數(body mass index,簡稱BMI)可以用體重(kg)除以身高(m)的平方得到。比如一個人的體重是60 kg,身高1.6 m,那麼他的體重指數即為

60÷(1.6×1.6)=23.4。

體重指數並不直接測定人體內的脂肪含量,卻是定義一個人是「胖」還是「瘦」,以及判別胖瘦程度的一個方便的指標。

過輕 正常 超重 肥胖 非常肥胖低於18.518.5~24.9925~2828~32大於32

1超重和肥胖發生的原因

超重和肥胖的發生與遺傳(內分泌和代謝狀況)、環境、食物、精神狀況以及生活習慣都有關係。對於大多數人來說,最根本的原因還是從食物中攝入的熱量超過了身體消耗的熱量。現代城市中的生活方式(如辦公室久坐、長時間面對電腦屏幕或電視機、開車、吃「垃圾」食品、運動量少等)就是造成這種熱量收支不平衡的主要原因。

生物體內的三大類物質——蛋白質、碳水化合物和脂肪中,脂肪是最適合於能量儲存的。單位重量的脂肪在體內「燃燒」釋放出的熱量(38.87 kJ/g)是蛋白質(17.14 kJ/g)、碳水化合物(17.14 kJ/g)的2倍以上。蛋白質作為生命活動的主要執行者,一般不作為能量儲備。碳水化合物只能以肝糖原和肌糖原的形式存在,數量也不多(分別為100 g和幾百克)。而脂肪可以在皮下和內臟周圍廣泛儲存,而且可以保護動物器官,幫助維持體溫。所以脂肪作為動物儲存能量的主要形式是很自然的。

從進化論的觀點來看,動物儲存脂肪是一種應對冬季嚴寒和饑荒的手段。冬眠(大幅降低自身體溫,如蝙蝠、土撥鼠)和冬休(小範圍降低體溫,如熊、獾、松鼠)的動物在冬季不進食,只靠自身儲存的脂肪提供能量。駱駝的駝峰中儲藏的主要是脂肪,在沙漠中無食無水的情況下,駝峰中的脂肪不但能提供能量,其氧化還能產生水。企鵝孵蛋時不吃不喝,消耗的也是體內脂肪。

與許多哺乳動物一樣,人類祖先在過去的漫長歲月中,也是常常處在食物來源沒有保證的生活中。他們雖然沒有冬眠,但為了應對可能的饑荒,也盡量把多餘的能量以脂肪形式儲備起來。這樣做的好處在食物來源突然斷絕的情況下表現得非常明顯。地震時被困人員可以在飢餓狀態下生存幾個星期(在有水喝的情況下),維持生命主要就是靠體內的脂肪。

在現代生活中,食物的來源有了保證。體力活動的缺乏又使消耗的熱量大大降低,於是每天體內都有大量的熱量過剩。可是現代社會的出現不過幾十年時間。這對於生物進化來說時間太短了,人的基因還來不及變化,還是按照幾十萬年前的原始人那樣,本能地把這些能量都以脂肪的形式儲存起來。這是目前超重和肥胖現象大量出現的根本原因。

雖然這個道理很容易懂,但肥胖者還是在不斷增加,減肥成功的人寥寥無幾。究其原因,除生理機制之外,是因為人類還繼承了進化帶來的另一個本能,即滿足食慾。

和性活動一樣,進食也是所有高等動物必須要做的事情,否則物種就會凋亡。為了保證這2種活動一定會發生,動物體內也進化出一些「獎勵機制」,在其腦中產生愉悅感和欣快感,以鼓勵動物去從事這些行為。與此同時,動物也進化出特殊的嗅覺和味覺,對那些需要的食物感覺到「香」和「好吃」,而且營養價值越高的食物,動物越覺得好吃,大腦以這種方式有效地鼓勵動物去發現和攝取這些食物。

如肉食動物捕獲獵物後,首先吃含脂肪較多的內臟,然後才是肌肉和骨頭。我們覺得「好吃」的食物,多是那些脂肪含量較高的動物性食物。而且脂肪越多的食物,吃起來越香。過去的老百姓把吃雞、鴨、魚、肉稱為「打牙祭」,吃肉是「改善生活」,餐館也常用大量的油炒菜。而且越是好吃的食物,我們越喜歡多吃,「餓」和「清淡」則是難以長期忍受的。

所以「吃」和「性」一樣,都是身體所鼓勵的活動,而且以愉悅感和欣快感作為回報。毒品是用化學物質直接作用於大腦中的「獎賞中心」,在沒有良性神經信號(如進食和性活動)傳入的情況下產生欣快感。對大腦獎賞中心活動的監測表明,習慣性過食的人,在這些區域的神經活動與對毒品上癮的人有相似之處。 所以節食之難,有些像戒毒癮,因為二者的生理機制是相似的。這才是減肥所面臨的最大難題。

除了這些原因以外,還有一個以前不被注意的因素。科學家最近發現,肥胖很可能還與腸道中的細菌有關。2小鼠模型的啟示

2004年,美國華盛頓大學醫學院的Jeffrey Gordon課題組在美國科學院院刊(Proceedings of the National Academy of Science,USA)上報道,在無菌環境中長大,因而沒有腸道細菌的小鼠,體內脂肪含量比對照組小鼠(在普通環境中生長)少40%,即使它們攝取的食物中熱量比對照組高29%。給無菌小鼠喂以高脂肪、高碳水化合物的美式飲食,這些小鼠體重的增加也明顯低於對照組,而且不會出現在對照組中所觀察到的因美式飲食所引起的對胰島素敏感性的降低(2型糖尿病的癥狀)。

如果將正常小鼠的腸道細菌轉移到無菌小鼠的腸道內,2周後,被轉移小鼠的體內脂肪增加了57%,肝臟內的甘油三酯是原來的2.3倍。如果將遺傳型胖小鼠A組的腸道細菌轉移至無菌小鼠a組的腸道中,遺傳型瘦小鼠B組的腸道細菌轉移至無菌小鼠b組的腸道中,2周後,無菌小鼠a組體內脂肪的增加要明顯多於無菌小鼠b組。

這些實驗結果說明,小鼠的胖瘦不只是與其攝取的食物熱量有關,還與其腸道內的細菌有關。攝取食物中的熱量只是一個表觀指標,真正從腸道內吸收的營養才是與胖瘦直接相關的。類似於消化功能不良的患者,儘管吃下的食物與正常人相同,但食物中的熱量並沒有被有效吸收,所以這些患者根本就吃不胖。在上述實驗中,無菌小鼠a組體內脂肪的大幅增加是因為肥胖小鼠A組腸道中的細菌幫助a組小鼠從攝取的食物中獲取了更多能量,也就是說,在幫助小鼠將食物轉化為熱量時,肥胖小鼠A組的腸道細菌的效率遠遠高於瘦小鼠B組。

為了研究胖小鼠A組和瘦小鼠B組的腸道細菌有何不同,研究人員給一部分小鼠餵食高脂肪、高碳水化合物的美式食物,另一部分小鼠則被餵食低脂肪、高多聚糖的食物。實驗結果發現,被餵食美式食物而迅速變胖的小鼠腸道中,厚壁菌門(Firmicutes,一大類革蘭氏陽性菌)的細菌比喂低脂食物的小鼠為多,而擬桿菌門(Bacteroidetes,一大類革蘭氏陰性菌)的細菌比喂低脂食物的小鼠為少。

厚壁菌中的一些菌種在消化食物的同時提供給動物更多的營養。比如小鼠的酶系統無法消化食物中的一些纖維素和多聚糖,但厚壁菌可以將這些纖維素和多聚糖降解為短鏈脂肪酸(乙酸、丙酸和丁酸)。降解後的物質可以被腸壁吸收,在體內「燃燒」以合成高能化合物三磷酸腺苷(ATP),也能在肝臟中成為合成長鏈脂肪酸的原料。而擬桿菌門的細菌就沒有這個能力。

細菌的作用不僅僅是幫助動物獲取更多的能量。如細菌的存在能抑制腸壁細胞分泌「禁食誘導的脂肪因子」(fasting-induced adipose factor,簡稱FIAF)。這個因子是脂肪組織中脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase)的抑製劑。FIAF的減少可以使脂蛋白脂酶活化,有利於脂肪酸進入脂肪細胞和甘油三酯的積累。如果將小鼠體內的FIAT基因敲除,則沒有腸道細菌的小鼠則與對照組一樣肥胖。

3人體腸道細菌

小鼠實驗的結果激起了科學家對人體腸道細菌作用的興趣。與小鼠類似,人體腸道內的細菌主要也是厚壁菌和擬桿菌,另外還有少量放線菌門(占細菌總量的2%~3%)和變形菌門(約佔1%)的細菌。肥胖者的腸道中厚壁菌較多,擬桿菌則較少。據統計,身材較瘦者腸道中厚壁菌與擬桿菌的比例約為3∶1,而這一比例在肥胖者體內為35∶1,相差近10倍之多。研究人員讓肥胖者攝入低脂肪或低碳水化合物的飲食,以達到減肥的目的,與此同時,研究人員觀察到這些肥胖者腸道中的厚壁菌在減少,而擬桿菌增加。這些實驗結果與小鼠實驗中的結果類似,說明人體內腸道細菌很可能也有類似的作用,有待進一步研究。

人體內腸道細菌的總數約有1 000萬億個,比人體細胞總數(60萬億~100萬億)還要多10倍。也就是說,如果把細菌計入總數,那人體90%的細胞是腸道細菌。之所以這些腸道細菌沒有人體那麼大的體積,是因為細菌(平均直徑1 μm)比人體細胞(直徑20~70 μm)小得多。如果把人的細胞比作一間房間,那細菌的大小隻相當於一個暖水瓶。

細菌在腸道中並非均勻分布,而是由上至下逐漸增多。在小腸的上段(空腸,即與十二指腸相連的部分),每毫升內容物中只有1萬個細菌,而在小腸的下段(迴腸),每毫升內容物中就有1 000萬個細菌。到了大腸(主要是結腸,即沿腹腔的外緣繞行一周的部分),每毫升內容物中的細菌數量達到了10 000億個。所以人體內腸道細菌主要存在於大腸中。

在以前的研究中,最大的困難是超過總數2/3的腸道細菌很難在體外培養。原因包括脫離了原來在腸道中適宜的生長環境,如營養條件、腸道中的低氧濃度、腸道細菌之間的相互作用、細菌與腸壁細胞之間的相互作用等。近年來分子生物學新技術的出現,在很大程度上克服了這些困難,甚至不需要細菌培養即可檢測到各種細菌的存在。利用這些技術對人體腸道細菌進行研究,已經得出了一些很有趣的結果。

如目前一種技術可測定細菌中核糖體小亞基上的一種核糖核酸,即16S rRNA的核苷酸序列。此序列雖然不是細菌的DNA序列,卻具有分辨不同細菌的能力,好像人的指紋一樣。利用這種方法,上海交通大學系統生物醫學教育部重點實驗室、浙江大學第一附屬醫院傳染病診治國家重點實驗室等單位與英國倫敦皇家學院(Imperial College London)合作, 從7名中國人的糞便中檢測出476種可用於分類的16S rRNA。

對這些16S rRNA的數據進行分析,結果表明,中國人腸道細菌種類的組成彼此類似,與美國人的腸道細菌組成明顯不同,從一方面說明不同地區和人種的腸道細菌組成有較大的差異。如果僅從腸道中厚壁菌和擬桿菌的比例來看,中國人與美國瘦人的數據較為接近,符合中國人的超重和肥胖遠低於美國人的事實。

利用這種技術,華盛頓大學Gordon的研究小組測定了154名實驗者糞便中的細菌,發現家庭成員之間的腸道細菌種類結構比較類似,但不同個體之間仍然有較大差異。同卵雙胞胎之間腸道細菌的差別和異卵雙胞胎之間的差別類似,說明個人DNA結構對腸道細菌影響不大。有趣的是,子女的腸道細菌組成結構帶有從母親體內「遺傳」下來的痕迹。

剛出生的嬰兒腸道中是沒有細菌的。如果是經產道正常分娩,嬰兒很容易接觸到母親的腸道細菌。由於嬰兒的免疫系統還在發育初期,這些最初進入嬰兒腸道中的細菌就被當做「自己人」而被接受,也最容易在嬰兒的腸道中生存。幾天之後,嬰兒糞便中的細菌即可達到每克1億~100億個,到嬰兒滿月時,腸道細菌群落已基本形成。相反,剖腹產的嬰兒則主要從空氣和產房中得到細菌,因此這些嬰兒需要更長的時間(約6個月)才能形成自身的腸道細菌群落,而且這些細菌中雙歧桿菌(Bifidobacteria,放線菌門)和擬桿菌(Bacter-oides,擬桿菌門)數量較少。在上文的小鼠實驗結果中已敘述過,雙歧桿菌和擬桿菌都是對防止肥胖比較有利的細菌,所以剖腹產的嬰兒今後發胖的幾率要大於順產的嬰兒。

由母乳哺育的嬰兒,其腸道中雙歧桿菌的數量也比較多,可能是因為母乳中含有促進雙歧桿菌在嬰兒腸道中生長的因子(多聚糖)。由其他食物哺育的嬰兒其腸道細菌的結構組成變化就比較大。抗生素(如阿莫西林等)能殺滅人體腸道中的雙歧桿菌。如果沒有來自外界的大量補充,雙歧桿菌的數量是不會自己恢復的。酸奶和益生菌(如做成膠囊和藥片形式的有益腸道細菌)都可以有效補充雙歧桿菌的數量。

目前,對於腸道細菌的研究還處在起步階段,有許多問題等待科學家去探究。腸道細菌影響人體能量代謝的機制非常複雜,比如腸道內皮細胞識別細菌的Toll樣受體(Toll-like receptors,TLRs)的機制等。而且腸道細菌還不只是與人體能量代謝相關,它們還參與調節人體免疫系統、防止腸道炎症的發生、抑制病原菌的生長、減少過敏、分泌人體不能合成的維生素等,由於本文篇幅內容所限,在此不一一詳述。

4關於減肥和腸道細菌的討論會有真正意義上的減肥藥嗎

對於有些既想滿足口腹之慾、又想保持苗條身材的人來說,最大的願望就是發明一種減肥藥片,只要每天吃1片,身體就會把剩餘的能量消耗掉,而不是轉化成脂肪儲存起來。這樣就可以「魚和熊掌兼得」,既不需要改變生活和飲食習慣,也能保持苗條的身材。

由於美國的超重者和肥胖者非常多,如果真能研發出這種特效藥,那麼市場需求將不可估量。美國許多研究機構和製藥公司也在進行這方面的研究。比如研究大腦發出飢餓信號的機制等。假如大腦不發或少發這樣的信號,人的食慾就會大大減弱。另一方面,研究人體控制能量平衡的機制,不讓多餘的能量轉化為脂肪;或者乾脆阻斷脂肪合成和儲存的化學步驟,不讓脂肪在體內儲存積累;或者想辦法把身體燃燒脂肪的通路擴寬,把已經儲存的脂肪燃燒掉。美國國家衛生研究所(Nat-ional Institute of Health,NIH)每年撥款8億美元用於肥胖的相關研究。

這些研究得出了大量的實驗結果,細節也比想像的複雜。在如此複雜的機理面前,科學家對「減肥藥」前景持有的態度不是越來越樂觀,反而更加堪憂。在2011年2月發表的《科學的美國人》(《Scientifc American》)上,一篇題為「如何解決肥胖危機」(How to fix the obesity crisis)的文章中,作者並不奢望減肥藥片的奇蹟很快出現,而是建議人們使用更傳統的減肥方法。作者意味深長地說:「雖然科學已經揭示了一些影響體重的代謝過程,但(減肥)成功的關鍵可能在別處(Although science has revealed a lot about the metabolic processes that influence our weight, the key to success may lie elsewhere)」

例如「瘦素」(leptin),這是脂肪組織分泌的一種小分子量的蛋白激素,當它進入大腦後,告訴大腦:「能量夠了,不要再吃了」,從而抑制人的胃口和進食慾望。這是身體自我調控能量失衡的一種反饋機制。當研究者最初發現瘦素時非常興奮,以為找到了減肥的秘密,但後來發現,肥胖者體內的脂肪組織仍在分泌大量的瘦素,而且他們的血液中瘦素的濃度遠遠高於常人。可是肥胖者的大腦卻對這些高濃度的瘦素信號沒有反應,就像2型糖尿病患者對胰島素不敏感一樣。所以想利用瘦素減肥是沒有用的。

與利用現代生物技術開發出的感冒藥一樣,這些高科技手段幾乎都會幹涉人體內經過千百萬年進化而成的各種系統。無數案例表明,這種干涉是有很大風險的。如各種治療高血壓的藥物(β阻斷劑、作用於腎素—血管緊張素系統的藥物等)都有副作用。只是這些藥物控制血壓帶來的好處通常大於副作用的危害,兩者相較取其輕,高血壓患者不得不繼續使用。如果使用降血脂、降膽固醇的藥物就要慎重考慮了,這些藥物對肝臟都有損害作用。你是想保肝,還是想降血脂?如果有其他的辦法,比如食療,那最好還是不選擇藥物療法。何況減肥藥還不知道何時才能研發出來,能否研發成功,倘若研發成功,服用是否安全?所以目前還是不要對這樣的特效藥抱有希望。

益生菌

益生菌,依照世界衛生組織的定義,是「以適當的量給予人體時,能產生對健康有利的效果的活細菌」。益生菌原本就是人體內的腸道細菌,被篩選出在體外培養,做成藥片或膠囊。每片所含益生菌的數量從10億到幾十億。有些益生菌製品需要冷藏,有些室溫下保存即可。

益生菌進入人體的好處不僅是幫助消化,而且還能幫助腸道細菌的菌群結構恢復平衡,調節腸道功能,抑制已經進入體內的有害細菌的生長,尤其是最後一點非常關鍵。以前有腸道感染疾病時,一般都採用抗生素治療,在殺滅致病菌的同時,也殺死了許多「好」細菌,造成腸道細菌的菌群失衡,甚至腹瀉。而服用益生菌製劑,這些補充至腸道中的益生菌就可以與致病菌競爭,有效抑制致病菌的繁殖,從而達到治療的目的。

常用的益生菌有:

嗜酸性乳酸桿菌

(Lactobacillus acidophilus,又叫A菌)

雙歧乳酸桿菌

(Bifidobacterium bifidum,又叫B菌)

長形雙歧桿菌

(Bifidobacterium longum)

保加利亞乳酸桿菌

(Lactobacillus bulgaricus)

嗜熱鏈球菌

(Steptococcus thermophilus)等。

不同益生菌製劑中細菌的種類是不同的,比例也不一樣。需要自己嘗試,找出最適合自己的產品。

既然益生菌製劑中所含的都是活細菌,服藥時就不能用開水,也不能用開水沖化,以免使活細菌失去活性,尤其不能與抗生素同時使用。但即使是有益菌,也並非服用越多越好,它們在腸道中的過量繁殖也能造成腹脹和便秘。要自己去摸索,找出適合自身情況的用量。而且這些益生菌也不能取代自身的腸道細菌,如果腸道是健康的,就沒有必要服用

酸奶中也含有大量活的且有益於人體的細菌,包括雙歧桿菌、保加利亞乳酸桿菌和嗜熱鏈球菌等。喝酸奶不僅能補充這些有益菌,還能補充鈣質和其他營養。對腸道細菌菌群失衡的患者,喝酸奶也有一定的幫助。

洗腸有幫助嗎

與益生菌補充腸道細菌相反,洗腸是在清除大腸中糞便的同時,清洗掉許多腸道細菌。古代有些觀點就認為腸道是產生疾病的地方,很可能是認為大便「臟」造成的。例如,古埃及人認為,食物進入腸道,在那裡腐爛,使有毒物質進入血液,引起疾病。中國也有「宿便」致病的說法。這樣的觀點在19世紀被許多醫生接受,形成「自身中毒」(auto-intoxification)的觀點。隨著醫學的發展和進步,這樣的觀點逐漸被否定了。但是在民間,「內中毒」的說法一直存在,也導致了洗腸流行的狀況。

洗腸支持者認為90%的疾病來自大腸,洗腸能排除宿便和毒素,清除粘在腸壁上的糞塊,所以洗腸對許多疾病都有治療作用。他們還以宋美齡每天洗腸活到106歲為例,證明洗腸的好處。

而洗腸反對者認為,目前還沒有任何科學研究結果支持這樣的說法。手術和屍檢都沒有發現任何粘在腸壁上的糞塊。而以前認為是自身中毒引起的癥狀,如頭痛、疲倦、沒有胃口,其實是消化道被撐脹,並非毒素所引起。洗腸不僅費用高昂(每次約500元人民幣),而且還有因器械消毒不徹底造成交叉感染和變形蟲(阿米巴)感染、操作不當造成腸壁損傷或穿孔、破壞腸道的水和電解質平衡等種種風險。經常洗腸會降低腸壁的敏感性,使人體對洗腸產生依賴性,造成一旦停止洗腸就無法排便的嚴重後果。

洗腸也會清除掉大量的腸道細菌。這是好事還是壞事?目前也尚不清楚。可能是因為對人體腸道細菌的研究仍在初期階段,還沒有人開始做這樣的研究。而且效果很可能也會因人而異。所以在目前,洗腸還是個見仁見智的問題。既沒有數據證明洗腸有那麼神奇的效果,副作用也不是很常見。但倘若真有經濟實力,願意體驗也未嘗不可。但是每天排便還是良好的生活習慣。人體排出的糞便中,60%左右是腸道細菌,說明這些細菌每天都在大量繁殖。保持這樣的「流水線」暢通,讓不斷繁殖的細菌連同食物殘渣一起排出體外,應該是更好的做法。糞便在體內存留時間過長,腸壁會將糞便中的水分吸收從而使糞便變得很乾,造成排便困難,而且大量細菌的繁殖也會逐漸消耗掉糞便中的營養,細菌生長狀況變差以致死亡並釋放出其內容物質。這樣就不利於人體健康了。

換地方、換飲食能改變腸道細菌嗎?

許多人都有這樣的經驗,到一個新的地方生活一段時間,排便的情況會有些變化,或更加容易,或更加困難。從中國人和美國人腸道細菌的菌群結構差異來看,不同地區可能有不同的佔主流的腸道細菌。有些人因長期在一個地方生活,導致腸道細菌基本不變,甚至逐漸朝著對身體不利的方向發展,對於他們來說,到一個新地方也許可以向腸道中引入具有當地特徵的腸道細菌,使腸道情況得到改善。

改變地方一般也會改變食物種類,誘導腸道細菌向不同的平衡發展。如川菜的麻和辣就有可能抑制某些腸道細菌的生長。泡菜含有大量的乳酸桿菌,也有可能影響腸道細菌的菌群結構組成。關於這方面的研究還很缺乏,但攝取食物應該多樣化,避免長期吃少數幾種食物,這樣不僅有利於營養均衡,也符合多種腸道細菌的生長需要。

總之腸道細菌雖然能改變人體對食物能量的轉化利用率,但僅從腸道細菌著手,也不能完全達到保持健康體型的目的。最根本的還是總熱量收支的平衡,如果攝入的總熱量不超標,腸道細菌的能量轉化率再高也不能生子出更多的熱量,關鍵還是在於要用意志對抗食慾本能。

人們一旦明白了這個道理,就能更加自覺地限制總熱量的攝入,遠離垃圾食品,盡量少在外面就餐。每周保證足夠的時間進行體育鍛煉。與此同時,也要運用所了解的關於腸道細菌的知識,有意識地保持一個對人體最有利的腸道細菌群落。這不僅有益於保持健康正常的體型,也能從其他方面促進身體健康。


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