通过无菌老鼠实验发现人类肥胖元凶

冬日阳光

肠道细菌的差异导致了每个人从食物中吸收能量的差异

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　　在美国密苏里州圣路易斯的华盛顿大学医学院有一幢很不起眼的建筑，然而这里却生活着一群不同寻常的小家伙———无菌老鼠。它们以微型的塑料袋为家，过着与细菌隔绝的生活。塑料袋配有双层的空气锁，拒绝水和食物中的细菌进入。老鼠的肠道原是细菌的大超市，但无菌老鼠与众不同，细菌在肠道里“全部缺席”了。这些“爱”清洁的老鼠肩负着重大使命———解决人类肥胖的难题。

　　无菌老鼠，怎么吃都不胖

　　据统计，全世界约有10亿多人超重，其中3亿多人肥胖。在美国65%的成人不是超重，就是肥胖。人们的腰围呈可持续发展，健康面临巨大威胁。多数人不愿意或无法让自己的生活方式作必要的调整，苗条的身材仅是广告般的白日梦。尽管政府动用几十亿的资金投入减肥研究，但是收效甚微，至今没有发现“灵丹妙药”。正因为这样，无菌老鼠才如此引人关注。

　　据负责该实验的华盛顿大学基因科学中心主任杰弗里·戈登称，无菌老鼠虽然平时狼吞虎咽，但是不管怎么吃都不见长胖。要是换了普通老鼠，照这样的吃法，早就像气球一样鼓起来了，而无菌老鼠依然出奇的苗条。无菌老鼠比普通老鼠多吃29%的食物，但却比普通老鼠要瘦42%，这真是个有趣的发现。

　　更令人意外的是，当研究人员在无菌老鼠的肠道里重新注入原来的细菌后，尽管它们吃得比原来少许多，但是在短短两周内体重竟飙升至普通老鼠的标准。

　　个人的肠道菌群注定了肥瘦

　　不难发现，在实验中，肠道细菌扮演了重要的角色，它们能从难以消化的植物纤维中获得能量。比如爱糖的肠道菌在结肠中占所有细菌的6%，会产生大量分解碳水化合物的酶，把纤维变成木糖和树胶醛糖，让主人可以消化吸收。

　　戈登说：“细菌不光能提供多余的热量，而且还是一流的‘指挥家’，可以控制我们的基因。”他发现肠道细菌都选择性地抑制同一种蛋白质，而这种蛋白质又能抑制脂肪的贮存，因此形成了连锁反应———无菌老鼠没有细菌，所以不能“指挥”蛋白质，也就无法“指挥”脂肪堆积，怪不得它们特别苗条。

　　当然，肥胖者希望和无菌老鼠一样待在消毒袋中减肥是不现实的，但是人们可从老鼠身上得到有益的启示。

　　研究表明,人类的肠道细菌同样在消化中担任重要的角色。它们有10-100万亿个，种类达500-1000个，是人体细胞总数的十多倍。细菌和我们共同发展，是双赢的关系。它们得到“食宿”，我们拥有营养。人类的肠道细菌也能分解难以消化的植物纤维，转化成基本的养分，比如单糖短链脂肪酸。

　　人类和其他哺乳动物一样，胎儿是无菌的。从婴儿呱呱坠地起，才第一次与细菌亲密接触。接着在哺乳和断奶过程中，他不断遇到各种细菌，有的来自食物，有的来自环境。当他长到2岁时，肠道细菌全部“注册”。

　　戈登认为，每个人的肠道细菌是不同的。这种差异可能导致了人们从食物中吸收能量的多少和在“脂肪银行”里存贮能力的强弱。换句话说，个人的肠道菌群注定了肥瘦。他说：“瘦人的家常便饭，也许是肥人的美餐。发胖并非是因为吃得多，而是吸收好。如果你每天多吸收20卡路里，不出1 年保证增肥1千克。”

　　科学家尝试人为控制细菌重塑苗条身材

　　戈登不仅对肠道细菌引起的肥胖好奇，而且对人为控制细菌重塑苗条身材更感兴趣。八月份戈登对三组老鼠进行了研究。第一组老鼠由于基因有缺陷，变得异常肥胖，最终寸步难行；另外两组老鼠，分别带有一种或两种瘦素基因，均非常苗条。

　　研究显示，瘦鼠与肥鼠的肠道菌群有巨大的差异。大多数肠道细菌可分属两类：一是拟杆菌门，二是壁厚菌门。瘦鼠主要受拟杆菌控制；肥鼠的拟杆菌下降50%，而壁厚菌上升50%并达最高值。



　　戈登与华盛顿大学肠胃学专家塞缪尔·克莱因进而开始了新的研究。他们让20名肥胖者分别接受低热量、低脂肪及低碳水化合物三种节食方式，从而减轻体重。戈登在整个过程中对肠道细菌取样，观察肠道菌群的变化。

　　克莱因说：“随着食物戏剧性的变化，肠道菌群也跟魔术般地变化。目前肠道菌群与脂肪贮存的奥秘是尖端课题。现在人们只知道吃卡路里低的食物来减肥，却没注意到真正吸收的热量有多少。这是个关系到每个地球人的重大问题。”

　　英国皇家伦敦学院生化系的杰里米·尼科尔森深信，肠道菌群肯定对肥胖起重要作用。他分析尿液和其他体液的生化成分，创造了“代谢剖面”，亲眼看到了肠道菌群所起的不同作用。他说：“肠道细菌在人体内平均达1—1.5千克，所以难怪对新陈代谢有巨大的作用。它们似乎能影响一切———药物代谢、毒性和功效，当然还包括食物消化。因此弄清细菌等于抓住了苗条。”

　　多吃洋葱，改变肠道菌群

　　尼科尔森说：“我们生活在一个未知的世界里，细菌对人类的控制大大超出想象。肠道细菌给人类带来食物中30%的热量，是‘七巧板’中最重要的一块。”

　　英国雷丁大学的微生物专家格伦·吉布森致力于肠道细菌如何影响人体健康的研究。他称，已发现两条营养路线可以改变肠道菌群，并且水果和蔬菜有助于增殖因肠道疾病而耗尽的细菌。吉布森说：“多吃点洋葱吧，每天5克，足以改变肠道菌群，为你带来健康。”

　　戈登认为，无菌老鼠实验有重大意义———肠道细菌作为“向导”帮助人们去了解基因的治疗作用。他坚信自己的工作会让这个星球上饥寒交迫的人们大大受益。他暗示，只要使每个人的食物与肠道菌群相匹配，就能少吃多得。

　　■编译/仁寿


来源：北京科技报（2007年1月19日）