文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 13--肠道菌群与肥胖、胰岛素抵抗的关系

13--肠道菌群与肥胖、胰岛素抵抗的关系

13--肠道菌群与肥胖、胰岛素抵抗的关系
13--肠道菌群与肥胖、胰岛素抵抗的关系

专题导读 2012年第9卷第16期 药品评价 13

Guided Reading

肥胖以及2型糖尿病已成为当今世界重要的社会和健康问题。肥胖和2型糖尿病的发生与多种遗传和环境因素有关,其中人体肠道菌群与肥胖和2型糖尿病的发生有着密切的关系。

肠道菌群(gut microbiota)为定植在人体消化道内的微生物,数量众多,种类复杂。正常成人的肠道菌群总重量约1~2kg ,数量至少达1014个,是人体细胞的10倍,包含的基因数量是人类基因数量的150倍。主要位于大肠。根据细菌16S rRNA 序列分类,含有细菌500~1000种,主要包括9个门,即厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(B a c t e r o i d e t e s )、放线菌门(A c t i n o b a c t e r i a )、梭杆菌门(F u s o b a c t e r i a )、变形菌门(P r o t e o b a c t e r i a )、疣微菌门(Ve r r u c o m i c r o b i a )、蓝藻菌

门(C y a n o b a c t e r i a )、螺旋体门(Spirochaeates)、VadinBE97菌门和另外一种古菌——史氏甲烷短杆菌(Methanobrevibacter smithii)。其中大部分属于拟杆菌门(G -菌)或厚壁菌门(G +菌)(共约占90%)。肠道菌群与能量代谢

与正常小鼠相比,完全清除肠道菌群后的小鼠摄食量增多,但体内脂含量却明显减少;植入正常小鼠肠道菌群后,摄食量减少,体脂含量却明显增加。由于无菌小鼠的耗氧率明显减少,提示体脂的减少并不是由于能量的消耗增加所致,而是因为能量摄入减少。肠道菌群可通过多种机制参与宿主的能量代谢:①大肠中的肠道菌群能将不被小肠消化的碳水化合物(如膳食纤维、抗性淀粉等)发酵,使其降解成短链脂肪酸,为宿主提供能量。

R elationship of gut microbiota, obesity

and insulin resistance

肠道菌群与肥胖、胰岛素抵抗

的关系

中山大学附属二院内分泌科 李焱 梁绮君

中图分类号 587.1 文献标识码 A 文章编号 1672-2809(2012)16-0013-03关键词

肠道菌群;肥胖;胰岛素抵抗

万方数据

专题导读14 药品评价 2012年第9卷第16期

Guided Reading

G

人类从膳食中获取的能量有10%可归因于肠道菌群的这种作用。②肠道菌群的产物(如甲烷、短链脂肪酸)能减慢肠道的蠕动,延长肠道的通过时间,使肠道营养更充分地吸收。③肠道菌群通过上调肝脏碳水化合物反应元件结合蛋白(carbohydrate responsive element binding protein ,ChREBP)和固醇调节元件结合蛋白-1 (sterol regulatory element binding protein-1,SREBP-1)mRNA 的表达,诱导脂肪合成的关键酶乙酰COA 羧化酶(acetyl-CoA carboxylase ,ACC)和脂肪酸合成酶(fatty acid synthase ,FAS),促进肝脏甘油三酯的合成。④肠道菌群下调肠上皮细胞产生的禁食诱导脂肪细胞因子(fasting-induced adipose factor ,FIAF)的表达。FIAF 是脂蛋白酯酶(lipoprotein lipase ,LPL)的抑制因子,LPL 能催化脂肪酸从脂蛋白上释放进入脂肪组织中进行甘油三酯的合成。因此,肠道菌群作为重要的环境因素参与宿主脂肪存储的调控,肠道细菌的失调可能是促进肥胖发生的一个重要因素。肠道菌群与肥胖的发生

与正常小鼠相比,肥胖小鼠肠道中拟杆菌门细菌的含量下降,而厚壁菌门细菌的比例相对升高。与正常人相比,肥胖者粪便中拟杆菌门细菌的比例明显减少,厚壁菌门细菌比例增高。经过52周节食减肥后,随着体重的减轻,肠道群菌结构趋向接近于非肥胖者的肠道菌群结构,即拟杆菌门细菌的比例较前升高,厚壁菌门细菌比例较前下降,而且体重的减轻与肠道拟杆菌门细菌比例的变化呈正相关。但并非所有研究均得到相同的结论。

此外,动物及人体实验均显示肥胖者肠道菌群表达更多有利于摄取能量的基因,如感受和降解膳食纤维的基因、转运单糖和多糖的基因、单糖和多糖细胞内代谢的相关基因等。例如肥胖小鼠发酵膳食纤维的能力更强,肠道中能产生更多的单链脂肪酸。

向无菌小鼠分别植入肥胖小鼠和非肥胖小鼠的肠道菌群,发现植入肥胖小鼠肠道菌群的小鼠体脂含量较植入非肥胖小鼠肠道菌群的小鼠明显升高。提示肠道菌群的变化可能参与了肥胖的发生。与正常体重儿

童相比,超重/肥胖儿童在婴儿期就存在着肠道菌群结构的差异,说明肠道菌群的不同出现在体重变化之前。

肠道菌群在机体出生时便开始形成,随后几天中逐步完善。最先定植的细菌能够调节宿主肠道上皮细胞基因的表达,创造一个有利于它们定植的环境,同时抑制随后进入这一环境的细菌生长。因此,最初定植的菌群与宿主成年后的稳定菌群模式密切相关。婴儿的肠道菌群受母体的胃肠道、阴道、皮肤的菌群影响。母乳中含有丰富的双歧杆菌,母乳喂养的婴儿日后发生超重和肥胖的机率减少13%~22%,母乳喂养的时间与超重的发生率成负相关。此外,饮食结构是影响肠道菌群的重要因素,长期高脂饮食可减少肠道中的双歧杆菌以及一些拟杆菌门细菌。

综上所述,肠道菌群参与了宿主的能量代谢;肥胖者与非肥胖者的肠道菌群存在差异;肠道菌群可能参与了肥胖的发生。但不同的肠道菌群是如何参与肥胖的发生,其机制还有待进一步研究。肠道菌群与胰岛素抵抗

慢性炎症是胰岛素抵抗的一个重要的发病机制,炎症过程产生的炎症因子影响胰岛素的信号通路,引起胰岛素抵抗。长期高脂饮食导致能量过剩引起肥胖,脂肪组织分泌多种炎症因子引起低度炎症;高脂饮食引起游离脂肪酸水平升高,增加炎症因子的表达增多;近年的研究发现高脂饮食可能与肠道菌群相互作用导致炎症,进而引起胰岛素抵抗。

1. 肠道菌群变化增加肠道LPS 吸收,诱导慢性炎症

脂多糖(lipopolysaccharide ,LPS)是存在于革兰阴性细菌(G -菌)外膜的一种内毒素,细菌破解后被释放,是G -菌感染时激活机体固有免疫系统,启动炎症反应的主要成分。LPS 进入血循环后,LPS 结合蛋白(LBP)促进LPS 解聚成单体,并将其转运到单核巨噬细胞膜上,促使LPS 与CD14结合。CD14再协助将LPS 转运至其识别受体——Toll 样受体4(TLR4)/髓样分化蛋白-2(MD-2)复合物(TLR4/MD-2),随即激活TLR4。通过Toll/IL-1受体(TIR)结构域招募含TIR 结构域的衔接蛋白(TIRAP),激活髓样分化分子

万方数据

专题导读 2012年第9卷第16期 药品评价 15

Guided Reading

88(MyD88)依赖途径,以及招募TRIF(含TIR 区域诱导的干扰素活化子)-相关接头分子(TRAM),激活MyD88非依赖途径。最终引起一系列的炎症过程:①激活I κB 激酶(I κB kinases ,IKKs),使I κB 磷酸化而被降解,NF-κB 得以活化;②激活三条MAPK 途径——ERK 、JNK/SAPK 、p38MAPK ,在下游可激活另一转录因子——激活蛋白-1(AP-1);③磷酸化干扰素调节因子3(IRF3)使其活化。转录因子NF-κB 、AP-1和IRF3被激活后,进入细胞核内与DNA 结合,启动了1型干扰素(IFN-α和IFN-β)、促炎症细胞因子如TNF-α、IL-1、IL-6、IL-12等的表达,引起机体局部或全身的一系列非特异性炎症反应。

除单核巨噬细胞外,肝细胞、脂肪细胞和骨骼肌细胞也表达LPS 的受体。LPS 可通过激活这些细胞中的IKK ,诱导I κB 磷酸化,进而促进NF-κB 活化,上调TNF-α、IL-6等炎症因子的表达,抑制IR 、IRS 的酪氨酸磷酸化,干扰胰岛素信号传导,引起胰岛素抵抗。2. 高脂饮食改变肠道菌群,增加LPS 吸收

人体肠道中含有大量的G -菌,共可产生超过1g 的LPS ,是非感染状态下血中LPS 的主要来源,对于维持机体的非特异性免疫功能具有重要作用。

健康人在一次进食富含饱和脂肪酸的食物30min 后,其血浆LPS 水平即开始升高。长期高脂饮食后血中的LPS 水平明显升高。这种由高脂饮食引起升高的内毒素水平远低于感染性休克时的内毒素水平(约为十到五十分之一),所以也被称为代谢性内毒素血症(metabolic endotoxemia)。但这种长期低水平的LPS 足以增加肝脏、骨髂肌、内脏脂肪和皮下脂肪炎症因子的表达,以及引起胰岛素抵抗。

高脂饮食引起LPS 水平升高的机制,尚不完全明

确。高脂饮食可能通过以下机制起作用:①高脂饮食改变了肠道菌群的结构,使G +/G -菌的比例降低,G -菌比例相对升高;②高脂饮食后肠内的双歧杆菌明显减少,而双歧杆菌有降低肠内内毒素水平和保护肠道黏膜屏障的作用;③高脂饮食能抑制肠道上皮紧密连接蛋白的表达,增加了肠道的通透性,促进LPS 的吸收;④高脂饮食使肠上皮细胞合成的乳糜颗粒增多,促进LPS 的吸收和运转到靶组织。

因此,高脂饮食可能通过肠道菌群引起代谢性内毒素血症,进而引起低度炎症反应和胰岛素抵抗。肠道细菌未来可能成为肥胖和胰岛素抵抗的治疗靶点

益生菌(probiotics)是指改善宿主微生态平衡而发挥有益作用,达到提高宿主健康水平和健康状态的活菌制剂及其代谢产物,如乳酸菌、双歧杆菌等。益生元(prebiotics)是指能够选择性地刺激肠内一种或几种有益菌生长繁殖,而且不被宿主消化的物质,如双歧因子、一些寡聚糖等。动物实验已显示某些益生菌、益生元能降低体内LPS 水平、降低炎症水平、改善葡萄糖耐量。小样本量的人体研究也提示服用益生元、益生菌可降低炎症水平。纠正异常的肠道细菌未来可能成为预防或治疗肥胖和胰岛素抵抗的靶点。小 结

肠道菌群参与能量物质和非特异性免疫功能的调节,长期高脂饮食是改变肠道菌群的重要因素;肠道菌群失调增加LPS 吸收,参与肥胖和胰岛素抵抗的发生;纠正异常的肠道菌群可能成为预防和治疗肥胖和胰岛素抵抗的方法。

收稿日期:2012-5-8 接受日期:2012-5-20

万方数据

肠道菌群与肥胖、胰岛素抵抗的关系

作者:李焱, 梁绮君

作者单位:中山大学附属二院内分泌科

刊名:

药品评价

英文刊名:DRUG EVALUATION

年,卷(期):2012,09(16)

本文链接:https://www.wendangku.net/doc/4d15263783.html,/Periodical_yppj201216002.aspx

肠道菌群与肥胖症的关系研究进展

基金项目:国家自然科学基金(30730005) 通信作者:赵立平 Correspondingauthor.ZHAOLi‐Ping,E‐mail:lpzhao@sjtu.edu.cn?特约专稿? 肠道菌群与肥胖症的关系研究进展 赵立平,费娜 上海交通大学生命科学技术学院,上海200240 摘 要:越来越多的证据表明肠道菌群与肥胖、胰岛素抵抗等代谢性疾病的发生密切相关,具体分子机制也正被逐步揭示出来。肠道菌群不仅可调节能量代谢,促进脂肪过度积累,还是宿主全身性低度慢性炎症和胰岛素抵抗等代谢紊乱的诱发因素之一。肠道菌群有可能成为预防和治疗肥胖症的新靶点。 关键词:肠道菌群;肥胖;代谢性疾病;慢性炎症;内毒素产生菌 Researchadvanceintherelationshipbetweenthegutmicrobiotaandobesity ZHAOLi‐Ping,FEINa SchoolofLifeScienceandBiotechnology,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240,China Abstract:Accumulatingevidenceindicatesthatthegutmicrobiotaiscloselylinkedwiththedevelopmentofobesity,insulinresistanceandothermetabolicdiseases,withthedetailedmolecularmechanismbeingeluci‐dated.Thegutmicrobiotacannotonlyregulateenergymetabolismandpromoteexcessivefataccumulation,butalsoactasoneofthepredisposingfactorsfordrivingthehostsystemic,low‐gradechronicinflammationandsubsequentinsulinresistanceandothermetabolicdisorders.Thegutmicrobiotamaybecomeanewtar‐getforthepreventionandtreatmentofobesity. Keywords:Gutmicrobiota;Obesity;Metabolicdisease;Chronicinflammation;Endotoxin‐producingbacte‐rium 1876年前后,德国细菌学家罗伯特?科赫提出了特定的细菌会引起特定的疾病的观点,制定了研究确认传染病致病因素的科赫法则,在微生物与人类疾病之间建立了联系[1]。而大量新的研究表明,肠道共生微生物可能在非传染性疾病如肥胖症的发生、发展中也具有十分重要的作用[2]。 1 肠道菌群结构与功能 肠道菌群结构非常复杂,功能也十分多样化。随着近年来各种分子技术在肠道微生物群落研究中的广泛应用,人和动物肠道中定植的微生物群落的结构与功能正逐步得到揭示。人肠道内定植着复杂的微生物群落,超过1000种细菌,其总重量大约1.5kg,细胞总数达1013~1014,细胞总量几乎是人体自身细胞的10倍,编码的基因数量至少是人体自身基因的100倍[3,4]。 肠道微生物种类繁多,其中80%~90%由厚壁菌门(Firmicutes)〔如梭菌属(Clostridium)、肠球菌属(Enterococcus)、乳杆菌属(Lactobacillus)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)〕和拟杆菌门(Bacte‐roidetes)〔如拟杆菌属(Bacteroides)和普氏菌属(Prevotella)〕两个门组成,其次为放线菌门(Acti‐ ? 76 ? 微生物与感染 JournalofMicrobesandInfections,June25,2013,8(2):67‐71 http:∥jmi.fudan.edu.cn万方数据

肠道菌群引起肥胖的科学证据

肠道菌群引起肥胖的科学证据 来源:上海交大赵立平教授的科学网博客 博主(赵立平教授)按:2004年以来,随着国际上一系列的研究论文发表,肠道菌群与肥胖的关系逐步浮出水面,日渐清晰。现有证据表明,肠道菌群可以控制动物的脂肪代谢、引发全身性的低度慢性炎症,从而导致肥胖症和胰岛素抵抗的发生,而且这种致病作用远远大于动物自身基因缺陷对发病的贡献。另外,最新研究表明,饮食结构是决定肠道菌群组成的最重要的因素。因此,通过改变饮食结构,可以让引起肥胖、糖尿病、冠心病的菌群结构恢复正常,从而为预防、缓解甚至逆转这些疾病带来新的希望。本人试图对最重要的几篇论文进行解读,以帮助大家了解这些最新进展,为调理自己的身体,改善健康状况提供理论指导。其实这个工作最重要的是用数据表明:动物不需要基因缺陷就可以罹患非常严重的肥胖和胰岛素抵抗,其严重程度可超过某些有先天代谢性缺陷的动物。 一、肠道菌群是如何调节脂肪存储的 美国华盛顿大学(圣路易斯)的杰夫戈登教授领导的实验室是研究肠道菌群诱发肥胖的领先实验室之一。他们一系列的工作表明,肠道菌群作为一种“内化了的环境因子”,可以直接调控动物的脂肪合成与存储相关基因的表达,从而扭曲动物的能量代谢,使其向过度合成和存储脂肪的方向发展,最终导致肥胖的形成。 2004年,该研究小组在美国科学院院刊上发表论文(PNAS,101:15718)指出肠道菌群可以直接调控动物的脂肪代谢基因的活动。 他们主要是用无菌小鼠与普通有菌的小鼠做对比,来研究这个问题的。通过无菌接生、无菌环境饲养、并给予添加了维生素K(需要肠道菌群合成的维生素)等特殊养分的无菌饲料,就可以培育出无菌的动物品系。用这样的动物可以比较方便地研究菌群与宿主的互作关系,例如,可以比较无菌动物与有菌动物的差别,也可以把不同种类的细菌甚至各种复杂的菌群回接到无菌动物中,观察回接前后动物生理、代谢的变化等等,这样的研究对于搞清楚肠道菌群到底如何影响动物的健康很有帮助。戈登教授是美国科学院院士,他的实验室在用无菌动物研究菌群的作用方面处于世界领先地位。 他们发现,有菌动物与同龄、同性别的无菌动物对照相比,体内总脂肪含量高出42%,但是,有菌动物的饲料消耗量其实比无菌动物要少29%。也就是说,同样的动物,体内有菌的话,比没有菌的会吃得少,但体内脂肪积累的多。 无菌动物养到成年后,如果重新给肠道里接入正常动物的菌群,其体内总脂肪含量会比无菌时增加57%,但饲料用量反而减少27%。这个结果是用B6自交系做的。当用NMRI自交系做同样试验时,结果更加惊人:“有菌化”以后的小鼠比无菌时的体内总脂肪量增加90%,进食量减少31%。这些结果提示我们,肠道菌群有促进动物增加体内脂肪总量的作用,而且是在减少热量摄入的条件下做到这一点的。换言之,肠道菌群可以帮助动物更加高效的利用饲料来合成、储存更多的脂肪。 由于这种由肠道菌群促进的体脂肪增加不是因为热量摄入增加造成的,他们接下来就测定了动物的代谢活动情况,看这种体脂肪增加是不是因为动物的能量消耗减少引起的。结果发现不是这么回事。因为,无菌动物的代谢率比同样的有菌动物要低27%。也就是说,有菌动物比无菌动物代谢消耗大、吃得少,但是体内脂肪存储的反而多很多。这显然不符合“多吃,少运动,多余的热量变成脂肪存起来”的规律。另外,随着体脂肪含量的增加,空腹血糖水平升高,胰岛素抵抗也出现了。 为什么会这样呢? 他们猜测肠道菌群可能会直接干扰动物脂肪合成、存储有关的基因的表达活性,于是,他们进一步分析了肝脏和肠道内的基因表达的变化。结果发现,肠道菌群进驻无菌鼠的肠道后,

人体正常菌群的分布

人体正常菌群的分布 皮肤上的细菌往往与个人卫生及环境情况而有所差异。最常见的是革兰氏阳性球病,其中以表皮葡萄球菌为多见,有时亦有金黄色葡萄球菌。当皮肤受损伤时,可引起化脓性感染,如疖、痛。在外阴部与肛门部位,可找到非致病性抗酸性耻垢杆菌。 口腔中的细菌,口腔温度适宜,含有食物残渣,是微生物生长的良好条件。口腔中的微生物有各种球菌、乳酸杆菌、梭形菌、螺旋体和真菌等。 胃肠道的细菌,因部位而不同,胃酸的杀菌作用,健康人的空肠常无菌。若胃功能障碍,如胃酸分泌降低,尤其是胃癌时,往往出现八叠球菌、乳酸杆菌、芽胞杆菌等。成年人的空肠和回肠上部的细菌很少,甚至无菌,肠道下段细菌逐渐增多。大肠积存有食物残渣,又有合适酸硷度,适于细菌繁殖,菌量占粪便的1/3。大肠中微生物的种类繁多,主要有大肠杆菌、脆弱类杆菌、双歧杆菌、厌氧性球菌等,其他还有乳酸杆菌、葡萄球菌、绿脓杆菌、变形杆菌、真菌等。 呼吸道的细菌,鼻腔和咽部经常存在葡萄球菌、类白喉杆菌等。在咽喉及扁桃体粘膜上,主要是甲型链球菌和卡他球菌占优势,此外还经常存在着潜在致病性微生物如肺炎球菌、流感杆菌、乙型链球菌等。正常人支气管和肺泡是无菌的。 泌尿道的细菌,正常情况下,仅在泌尿道外部有细菌存在,如男性生殖器有耻垢杆菌,尿道口有葡萄球菌和革兰氏阴性球菌及杆菌;女性尿道外部与外阴部菌群相仿,除耻垢杆菌外,还有葡萄球菌、类白喉杆菌和大肠杆菌等。 生殖道细菌,阴道内的细菌随着内分泌的变化而异。从月经初潮至绝经前一般多见的为阴道杆菌(乳酸杆菌类);而月经初潮前女孩及绝经期后妇女,阴道内主要细菌有葡萄球菌、类白喉杆菌、大肠杆菌等。 机体的多数组织器官是无菌的,若有侵入的细菌未被消灭,则可引起传染。因而在医疗实践中,当手术、注射、穿刺、导尿时,应严格执行无菌操作,以防细菌感染。

肠道菌群与肥胖关系的研究进展_黄晓飞

肠道菌群与肥胖关系的研究进展 黄晓飞1△(综述),陆颖理2※(审校) (1.上海交通大学医学院,上海200025;2.上海交通大学医学院附属第九人民医院内分泌科,上海200011)中图分类号:R589文献标识码:A文章编号:1006-2084(2014)01-0082-03 doi:10.3969/j.issn.1006-2084.2014.01.029 摘要:肥胖现已成为困扰世界各国的公共卫生问题之一,其发生、发展是遗传背景和环境因素综合作用的结果。近来越来越多的证据表明,作为人体肠道生态系统的重要组成部分,肠道菌群与肥胖的发生、发展有着密切关系。肠道菌群改变能量摄取、引发慢性系统炎症、影响肠道激素分泌、激活内源性大麻素系统等作用的发现,为肥胖的治疗提供了新的线索。 关键词:肠道菌群;肥胖;能量平衡;慢性系统炎症 Research Progress of theRelationship between Gut Microbiota and Obesity HUANG Xiao-fei1,LU Ying-li2.(1.Shanghai Jiaotong University School of Medicine,Shanghai200025,China;2.Department of Endocrinology,the Ninth People's Hospital Affiliated to Shanghai Jiaotong University School of Medicine,Shanghai200011,China) Abstract:Obesity has become a worldwide public health problem.Its occurrence and development are generally considered as a combined effect of genetic background and environmental factors.Recently,more and more evidence shows that as an important component of human intestinal ecological system,the gut microbiota is closely related to the occurrence and development of obesity.Proposed mechanisms for the role of gut microbiota include the increase of energy harvest from the diet,causing chronic system inflammation,effects on gut-hormone production,and activation of the endocannabinoid system.These discoveries can pro-vide new clues for the treatment of obesity. Key words:Gut microbiota;Obesity;Energy homeostasis;Chronic systemic inflammation 随着人们生活水平的提高,肥胖的发病率日益 增加,现已成为困扰世界各国的公共卫生问题之一。 肥胖对健康有多种负面影响,肥胖与2型糖尿病、心 血管系统疾病、骨关节疾病等的发病有密切关系,严 重影响人们生活水平。肥胖的病因至今尚未完全明 确,一般认为肥胖是在遗传因素与环境因素两方面 共同介导下产生。近来越来越多的研究表明,人体 肠道菌群在肥胖的发病过程中也起到重要的作用。 本文就肠道菌群与肥胖关系的研究进展综述如下。 1人体肠道菌群概述 正常人体的胃肠道内寄居着数量繁多的微生 物,构成了一个巨大而复杂的生态系统。据估计,人 体肠道中约含有1013 1014个微生物,这些微生物所 编码的基因总数约是人体基因总数的100倍[1]。由 于培养条件的限制,使用传统的细菌培养技术只能 分离得到大约30%的肠道微生物,这也限制了研究 者对肠道菌群的深入了解。近年来,根据细菌16S rRNA基因序列分析,发现肠道菌群的种类超过1000 种,绝大部分为厌氧菌[2]。现已鉴定出肠道菌群主 要分布在以下9个门中:厚壁菌门、拟杆菌门、变形 菌门、疣微菌门、放线菌门、梭杆菌门、蓝藻菌门、螺 旋体门以及黏胶球形菌门,其中厚壁菌门和拟杆菌 门占绝对优势[3]。肠道菌群在胃肠道中的分布并不 均衡,从胃内的集落形成单位<103mL到结肠的1012mL逐渐增多[4]。 肠道菌群与人体的互利共生关系对人体健康有着十分重要的作用,肠道菌群与宿主代谢、营养、免疫等方面有着密切的关系。肠道菌群具有多种代谢酶类,可以将不易消化的大型多糖、未消化的寡聚糖、未吸收的糖和酒精、蛋白质等酵解成短链脂肪酸,为宿主提供能量以及肠道菌群生长繁殖所需的营养物质[5]。除此之外,肠 道菌群能合成多种维生素,尤是B族维生素及维生素K,并参与钙、镁、铁等矿物质的吸收[6]。肠道菌群发酵产生的短链脂肪酸为肠道上皮细胞提供营养,刺激其分化、增殖[7]。与此同时,肠道菌群与小肠潘氏细胞以及肠黏膜淋巴细胞的相互作用对于肠道先天性免疫与获得性免疫系统的建立与发育有着重要作用[8]。屏障保护作用是肠道菌群的另一大重要作用,通过对营养的竞争以及对肠道微环境的影响,正常菌群的定植可以有效阻止病原菌的定植。 2肠道菌群与肥胖发生的机制 2.1肠道菌群与能量代谢平衡肠道菌群可以从能量进出两方面影响机体能量平衡,一方面影响机体从食物中的能量摄取,另一方面影响调控能量贮存的基因的表达。Backhed等[9]的研究发现,与普通小鼠相比,无菌小鼠尽管摄入食物较多,却含有更少的体内脂肪;再将普通小鼠的肠道菌群接种到无菌小鼠中,在摄食未增加的情况下,导致了无菌小鼠体内脂肪含量迅速增长。研究者认为,产生这一结果有两方面原因:一方面,肠道细菌将食物中不易消化的糖酵解成单糖及短链脂肪酸,增加了能量的摄入;另一方面,肠道菌群能抑制肠道表达禁食诱导因子,而禁食诱导因子可以抑制脂蛋白酯酶的活性,因此禁食诱导因子的减少使脂蛋白酯酶的活性增加,促使三酰甘油在脂肪组织中的积聚。

人体内的肠道正常菌群与人体间以互生为主

微生物第八章作业 亮闪闪: 1、人体内的肠道正常菌群与人体间以互生为主,有时转化为寄生(病态);在肠道正常菌 群间则存在着共生、互生、寄生与拮抗等复杂菌相动态平衡。肥胖与肠道细菌分布有关,肠内厚壁菌门多于拟杆菌门导致更有效吸收食物中的热量从而导致肥胖。 2、微生态制剂是依据微生态学理论制成的含有益菌的活菌制剂,能维持宿主的微生态平衡、 调整宿主的微生态失调、兼有若干其他保健功能。 3、微生物与生物环境间关系有五种:共生、寄生、互生、拮抗、捕食。共生:两种生物共 居一起分工协作、相依为命、难分难解与合二为一的依存关系。寄生:常指小型生物生活在另一种较大型生物的体内或表面吸取营养生长而使后者蒙难。互生:两种独生的生物生活在一起时各自代谢活动有利于对方,即可分可合,合比分好。拮抗:系指共居在一起的生物由于它种生物分泌拮抗物而受抑或被杀。捕食:生物间捕食主要为原生动物吞食细菌和藻类现象。 4、碳素循环的快与慢:“快”循环:十年或更短,储藏者:大气, 海洋表面, 生物, 土壤, 生物过程占优势。“慢”循环:千年,储藏者: 深海, 沉积, 矿物燃料,地质过程占优势。 5、极端环境下的微生物有嗜热微生物、嗜冷微生物、嗜酸微生物、嗜碱微生物、嗜盐微生 物、嗜压微生物六种。 考考你: 1、微生物在自然界的分布区域分为哪两类?哪一类被称为“天然培养基”?另一类可否再 进行详细划分? (提示:微生物在自然界的分布区域分为土壤和地层、水体中两类。土壤是微生物的“天然培养基”,水体可分为许多类型,各种水体又有其相应的微生物区系。如可分为淡水型和海水型,淡水型又可分为浅水区、深水区和湖底区,海洋型可分为透光区、无光区、深海区和超渊深海区。) 2、空气中的微生物以什么形式存在?什么是生物气溶胶? (提示:空气中的微生物以气溶胶形式存在,是动植物病害传播的根源。生物气溶胶指含有微生物细胞、孢子或病毒粒的气溶胶。) 3、什么是真菌毒素?是否致癌? (提示:真菌毒素是一类由真菌产生的、对人或动物致病的毒素,一般存在于食物和饵料中。共有100多种真菌毒素,其中14种能致癌,如黄曲霉毒素。) 4、什么是人体的正常菌群?试用自己的话阐述人体“微生态关系”的含义。 (提示:人体正常菌群是生活在健康人体内各部位、数量大、种类较稳定、发挥有益作用的微生物种群。微生态关系:正常菌群间,正常菌群与宿主之间,正常菌群与周围其他因子之间存在的密切关系。) 5、植物内生菌是什么?主要成员除了细菌还有别的吗? [提示:植物内生菌是生活在植物体内,但不参与形成植物结构的一类微生物。可以是组成型(永久)或诱导型(非永久)的关系。主要成员除了细菌还有真菌。] 帮帮我: 1、既然动物与植物体内都存在微生物,在草食动物摄取植物的过程中,微生物是否会做出 贡献? (我的思考:由于植物和动物体内的微生物种类不同,且不同种动物与摄取的同种植物

肠道菌群与肥胖发生的研究进展

肠道菌群与肥胖发生的研究进展 作者:益生菌专家 摘要目前,肥胖对人类健康的影响越来越显著,因此研究肥胖的发生机理和治疗策略十 分必要。这篇文章总结了肠道菌群与肥胖发生的研究进展。研究表明,肠道菌群能够帮助宿主从饮食中的多糖成分中获得更多的卡路里,并储藏在脂肪细胞中备用。肠道菌群还可以通过关闭Fiaf基因和增加ChREBP/ SREBP、Acc1和Fas的表达来增加脂肪在脂肪 组织和肝脏中的储存。并且,肠道中革兰氏阴性菌产生的脂多糖LPS,引发了全身慢性 低水平炎症反应,然后导致肥胖。因此,通过益生菌、益生元或抗生素修饰肠道菌群可能成为未来治疗肥胖的有效方法。 关键词肠道菌群,肥胖,能量吸收,脂肪代谢,慢性低水平炎症反应肥胖是一种慢性代谢疾病,是导致高血压、糖尿病、心脑血管疾病及非酒精性脂肪肝等疾病的重要因素。近年来,随着社会经济水平的不断提高和人们生活方式的改变,肥 胖率呈上升趋势。在美国将近1/3的成人超重或者肥胖,而全世界超重或肥胖人群已超过5亿,肥胖已成为日益严峻的全球性公共卫生问题。目前,关于肥胖的病因研究进展迅速。多数学者认为,肥胖是多因素互相作用的结果[1],基因、环境、营养等是研究的重点。而最新研究表明,肠道菌群与肥胖的形成有一定关系,可能发挥着重要的作用。本文就此作简要综述。以期能为解释肥胖成因,预防和治疗肥胖提供依据。 1肠道菌群概述 人的肠道是一个复杂、活跃、同时维持着相对平衡的系统。其中定植着数目庞大、结构复杂的微生物群落,因此,人被称为“超级生物体”。这个生态系统拥有1014个细胞,是人体细胞总数的10倍;大约500-1000种细菌,包含100多万个基因,数目是人类基因组的100倍。[2]其中的30-40 种优势细菌构成了人体肠道细菌总量的99%。肠道菌群和宿主之前存在着密不可分的互利共生关系,在宿主的消化吸收、免疫反应、代谢活性方面都发挥着重要的作用。其中,在门水平上,厚壁菌门和拟杆菌门为两个优势菌门,大多数粪便细菌都是一些不可培养的类型,且不同个体之间粪便样品中的细菌组成也有显著差异;在属水平上,拟杆菌,柔嫩梭菌,乳酸菌,双歧杆菌是四类与人类健康密切相关的优势菌,也是现阶段人们对肠道微生物研究的重点。[3] 2肠道菌群的研究方法 在分子水平上研究肠道微生物生态,除了以往经常用到的分子指纹图谱(ARDRA、 ERIC-PCR、DGGE/TGGE、T-RFLP)和克隆文库的技术,元基因组学和代谢组学目前 逐渐成为主要的研究方法[4]。元基因组学是指人体及其体内所有微生物的基因信息的集合,测序速度大大提高对元基因组的发展发挥了重要的作用。代谢组学是关于定量描述生

肠道菌群引起人体肥胖的机制

肠道菌群引起人体肥胖的机制: (一)、增加能量的获取 1、肠道菌群可以通过帮助消化利用宿主自己不能利用的营养物质, 使宿主获得更多能量。 2、肠道菌群可以直接刺激人体的脂肪存储组织的基因,使人体增 加脂肪的积累。 A、肠道菌群增加了人肠道内葡萄糖的吸收以及血清中的葡萄糖 和胰岛素含量,从而诱导了肝脏的脂肪合成,使脂肪细胞显著 的过度肥大。 B、微生物发酵的产物可以刺激肝脏中脂肪代谢相关的酶,例如 脂蛋白脂肪酶(LPL)。甘油三酯通过 LPL的中介作用,从肝脏 进入循环系统,进而被脂肪细胞吸收。而且,肠上皮细胞可以 产生一种LPL的抑制因子——禁食诱导脂肪细胞因子(Fiaf), 而肠道菌群能够调控Fiaf 的表达。 (二)、肠道菌群在饮食诱导的肥胖和糖尿病发生发展中的作用 涉及复杂的分子机理,主要涉及两个独立的调控脂肪酸代谢的 途径:肠道菌群一方面使得Fiaf的水平降低,诱导了过氧化物 酶体增殖物激活受体辅助激活因子Pgc-1a与棕色脂肪细胞的 分化及其生理功能关系密切的辅助转录激活因子;另一方面降 低了A M P 活化蛋白激酶(AMPK)这一控制细胞能量代谢的关键 酶的活性。

(三)、,肠道菌群相关的代谢性内毒素在遗传型肥胖动物的代谢失调中也发生着关键作用 (四)、不当的饮食诱导肠道菌群改变,增加了病菌的数量,减少了保护肠屏障细菌的数量,影响肠上皮细胞基因表达,导致肠道通透性增加,使得进入血液的内毒素增加,引发慢性炎症反应,进而产生肥胖、胰岛素抵抗等代谢失调。 肥胖对宿主肠道微生态影响很大 1、一方面,肥胖个体的肠内细菌过度生长可能性较高,主要 可能与肥胖改变了肠的运动性有关; 2、另一方面,肥胖会改变肠道菌群结构和组成,拟杆菌门微 生物/厚壁菌门微生物的改变可明显影响人肥胖与否。

肠道菌群失调与肥胖

·专家笔谈· 肠道菌群失调、肠上皮功能障碍 与肥胖症的研究 凌贤龙 陈代兴 肠上皮组织是机体与外界环境之间的屏障,其主要功能除吸收营养物质、离子盐、水之外,还保护机体免遭肠道内的有害毒素、刺激物、细菌以及其他病原的潜在威胁。机体健康取决于对食物中所需营养物质的有效消化和吸收,这需要肠内分泌细胞对食物成分的感应,以激活神经和体液通路来调节肠道的蠕动、分泌、吸收功能以及调节食物摄入量和血糖水平。研究表明,肠上皮屏障功能和炎症性改变相关;肠上皮屏障改变可能导致对体重和血糖水平调节变化。本文阐述肠道菌群失调、肠上皮屏障改变对调节机体食物摄入和体重的体液和神经通路的影响。 一、肠道菌群与肥胖 1. 肥胖会导致肠道菌群构成发生变化:文献报道,肥胖的啮齿类动物肠道菌群的构成发生改变。Ley等[1]将瘦素基因缺陷(ob/ob)小鼠与同窝出生的纯合子(+/+)和杂合子(+/-)的非肥胖型小鼠对比,分析来自于盲肠菌群的16S rRNA基因序列。结果表明,遗传性肥胖小鼠(ob/ob)盲肠的拟杆菌属数量减少,而厚壁菌属数量显著增加。对患有肥胖症的人群的研究也获得同样的结果[2]。Turnbaugh等[3]用高脂饲料长期喂养小鼠,当小鼠患有肥胖症之后检测肠道菌群,发现肠道菌群数量总体降低,而厚壁菌相对拟杆菌的数量所占比例增加。用肥胖型小鼠和非肥胖型小鼠的肠道菌群分别定植于两组无菌小鼠肠道内,发现用高脂饮食让无菌小鼠患肥胖症非常困难[4]。以上研究提示肠道菌群与肥胖症之间存在联系。Backhed等[5]的研究提示肠道菌群的改变可能是通过增加营养物质的摄入和脂肪沉积来调节体重的变化,可能还有其他的机制参与调节。 2. 肠道菌群代谢物与肥胖之间的联系:Cani等[6]在饲喂高脂饮食的小鼠模型上进行的系列研究发现,小鼠肠道菌群构成发生改变,并出现体重增加、肥胖以及其他代谢性疾病,同时小鼠的血液中脂多糖(LPS)水平升高。作者将此种现象称之为“代谢性内毒素血 DOI:10.3877/cma.j.issn.1674-0785.2013.16.010 作者单位:400037 重庆,第三军医大学新桥医院消化科 通讯作者:凌贤龙,Email: lingxianlong@https://www.wendangku.net/doc/4d15263783.html, 症”。长期低剂量LPS尾静脉注射4周后,小鼠会出现糖耐量增加和代谢异常,同时体重增加进而发展为肥胖症。在高脂饮食饲养或低剂量注射LPS的CD14基因沉默小鼠中发现没有影响到任何生理指标。这表明TLR-4(Toll-like receptor4)参与代谢性内毒素血症、体重、糖耐量的调节。CD14作为TLR-4的衔接蛋白,而TLR-4是LPS的识别受体。Davis等[7]的研究发现,TLR-4-/-小鼠表现出耐高脂饮食诱导肥胖症的特性,进一步支持肠道菌群代谢物在调节体重中起关键作用。Hotamisligil等[8]的研究发现,在患肥胖症的小鼠的脂肪组织、肝、肌肉以及血清中炎症因子和其他介质水平显著升高,有力地支持肥胖症即是“炎症性疾病”的学说。但有关肠道炎症导致体重增加和肥胖症的机制尚需进一步研究。 二、肠上皮屏障与肥胖症 1. 高脂饮食导致肠道炎症的发生:Li等[9]对高脂饮食喂养诱导的小鼠结肠炎模型的研究发现,肠系膜脂肪组织和肝组织的TNF-α表达增加,而近端结肠IL-1β表达增加。这证实了在高脂饮食诱导肥胖和遗传性肥胖小鼠模型中肠道炎症的存在。 Ding等[10]的研究证实高脂饮食可能导致肠道炎症的发生。该研究发现,高脂饮食饲养的正常小鼠出现体重增加、肥胖症、回肠组织的TNF-α mRNA水平增加,而无菌小鼠没有出现类似改变。在高脂饮食饲养2~4周后,体重增加之前,回肠组织的TNF-α水平就已经升高,同时发现肠上皮细胞、免疫细胞和内皮细胞的NF-κB被激活。因此,肠道炎症是高脂饮食的早期结果,并可能通过提高血清内毒素水平和其他可能的机制诱导肥胖症发生。 2. 肠道炎症和肠上皮屏障功能改变促进肥胖的发生:de La Serre等[11]研究发现,高脂饮食饲养与肠道菌群改变相关,但肠道炎症仅出现在肥胖大鼠中,进一步表明肠道炎症在促进肥胖中的驱动作用。文献报道,回肠肠上皮细胞间的紧密连接改变和肌球蛋白轻链磷酸化增加,两者都与肠上皮功能受损相关。Suzuki 和Hara 等[12]在大鼠肥胖症模型的研究中发现,编码CCK1R(cholecystokinin type 1 receptor)的基因自发

人体正常菌群的分布

人体正常菌群的分布 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

人体正常菌群的分布皮肤上的细菌往往与个人卫生及环境情况而有所差异。最常见的是革兰氏阳性球病,其中以表皮葡萄球菌为多见,有时亦有金黄色葡萄球菌。当皮肤受损伤时,可引起化脓性感染,如疖、痛。在外阴部与肛门部位,可找到非致病性抗酸性耻垢杆菌。 口腔中的细菌,口腔温度适宜,含有食物残渣,是微生物生长的良好条件。口腔中的微生物有各种球菌、乳酸杆菌、梭形菌、螺旋体和真菌等。 胃肠道的细菌,因部位而不同,胃酸的杀菌作用,健康人的空肠常无菌。若胃功能障碍,如胃酸分泌降低,尤其是胃癌时,往往出现八叠球菌、乳酸杆菌、芽胞杆菌等。成年人的空肠和回肠上部的细菌很少,甚至无菌,肠道下段细菌逐渐增多。大肠积存有食物残渣,又有合适酸硷度,适于细菌繁殖,菌量占粪便的1/3。大肠中微生物的种类繁多,主要有大肠杆菌、脆弱类杆菌、双歧杆菌、厌氧性球菌等,其他还有乳酸杆菌、葡萄球菌、绿脓杆菌、变形杆菌、真菌等。 呼吸道的细菌,鼻腔和咽部经常存在葡萄球菌、类白喉杆菌等。在咽喉及扁桃体粘膜上,主要是甲型链球菌和卡他球菌占优势,此外还经常存在着潜在致病性微生物如肺炎球菌、流感杆菌、乙型链球菌等。正常人支气管和肺泡是无菌的。 泌尿道的细菌,正常情况下,仅在泌尿道外部有细菌存在,如男性生殖器有耻垢杆菌,尿道口有葡萄球菌和革兰氏阴性球菌及杆菌;女性尿道外部与外阴部菌群相仿,除耻垢杆菌外,还有葡萄球菌、类白喉杆菌和大肠杆菌等。

生殖道细菌,阴道内的细菌随着内分泌的变化而异。从月经初潮至绝经前一般多见的为阴道杆菌(乳酸杆菌类);而月经初潮前女孩及绝经期后妇女,阴道内主要细菌有葡萄球菌、类白喉杆菌、大肠杆菌等。 机体的多数组织器官是无菌的,若有侵入的细菌未被消灭,则可引起传染。因而在医疗实践中,当手术、注射、穿刺、导尿时,应严格执行无菌操作,以防细菌感染。 细菌在人体地分布 (一)正常菌群地含义 (二)人自出生后,外界地微生物就逐渐进入人体。在正常人体皮肤、粘膜及外界相通地各种腔道(如口腔、鼻咽腔、肠道和泌尿道)等部位,存在着对人体无害地微生物群,包含细菌、真菌、螺旋体、支原体等。它们在与宿主地长期进化进程中,微生物群地内部及其与宿主之间互相依存、互相制约,形成一个能进行物质、能量及基因交流地动态平衡地生态系统习惯称之为正常菌群(Normal flora)。正常菌群大部分是长期居留于人体地又称为常居菌,也有少数微生物是暂时寄居地,称为过路菌。 (三)(二)人体正常菌群地分布 (四)皮肤上地细菌常常与个人卫生及环境状况而有所差异。最常见地是革兰氏阳性球病,其中以表皮葡萄球菌为多见,有时亦有金黄色葡萄球菌。当皮肤受损伤时,可惹起化脓性病菌病菌感染,如疖、痛。在外阴部与肛门部位,可找到非致病性抗酸性耻垢杆菌。

肠道菌群小知识

1代谢作用 ? 提供热量 ? 生产短链脂肪酸 ? 合成维生素K 和叶酸 ? 胆汁酸的分泌 ? 参与药物代谢 2. 免疫效果:正常菌群能刺激宿主产生免疫及清除功能 ? 刺激免疫球蛋白A (IgA )的生产 ? 促进抗炎细胞因子的分泌和下调促炎细胞 因子 ? 诱导调节性T 细胞 3. 预防病原体入侵:正常菌群在人体某一特定位粘附,定植和繁殖,形成一层菌膜屏障。通过菌群间存在的生物拮抗作用,抑制并排斥病原体的入侵和群集,调整人体与微生物之间的平衡状态 人类肠道菌群 什么是肠道菌群? 人的肠道内寄居着种类繁多的微生物,这些微生物称为肠道菌群。肠道菌群按一定的比例组合,各种菌间互相制约,互相依存,它们与宿主存在着共生关系,共同维护着宿主的生理平衡。 肠道菌群并非是生来就有的,当胎儿还在母体子宫内时,胎儿所处的环境几乎是无菌的,因此胎儿肠道内是无菌的,婴儿出生时迅速暴露在母体阴道或皮肤的微生物下,随着从婴儿到老年的发展变化,我们的肠道菌群在出生后几个月迅速增多,多样性增加,到成年后达到稳定状态,之后老年时期多样性渐渐减少[1]。这些微 小的生物群体就这样不知不觉伴随着我们的一生。 肠道菌群的数量和分类 据推测,正常健康成人肠道菌群总数高达1×1014,种类超过1000种,而一个成年人自身的细胞数量约为 1×1013个,也就是说居住在我们肠道内的菌群数量是人体细胞总和的10倍。在胃和小肠中,细菌的种类相对较少。结肠中,每克肠道内容物存在1012个细菌细胞,细菌种类达300-1000种,而其中99%的细菌来自于其中30-40种[2]。 正常人肠道中包括四种主要的细菌门类:厚壁菌门Firmicutes (约50-75%,包括梭菌属),拟杆菌门Bacteroidetes (约10-50%,包括拟杆菌属、普氏菌属和卟啉单胞菌属),放线菌门Fusobacteria (约1-10%,包括双歧杆菌),变形菌门Proteobacteria (常常约少于1%,包括大肠杆菌),其中厚壁菌门和拟杆菌门是人类肠道菌群的主要组成部分。大多数细菌属于拟杆菌属、梭菌属、真杆菌属、瘤胃球菌属、消化球菌属、消化链球菌属、双歧杆菌属。其他属,如埃希氏菌属和乳杆菌属较少。拟杆菌属约占肠道中所有细菌的30%[2][3]。 我国科学家在健康年轻人体内观察到的9个属的细菌广泛存在,分别为厚壁菌门的考拉杆菌属、罗氏菌属、Blautia 、Faecalibacterium 、梭菌属、Subdoligranulum 、瘤胃球菌属和粪球菌属以及来自拟杆菌门的拟杆菌属。这9个属的细菌均具有在人体肠道内发酵产生短链脂肪酸的能力,而短链脂肪酸具有维持人体健康的多重作用,例如充当肠道上皮特殊营养和能量组分,保护肠道黏膜屏障,降低人体炎症水平和增强胃肠道运动机能等[4]。 Phylum Proportion (%) [3] 厚壁菌门Firmicutes 50-75% 拟杆菌门Bacteroidetes 10-50% 放线菌门Fusobacteria 1-10% 变形菌门Proteobacteria 少于1% 肠道菌群的作用 正常肠道菌群具有重要的自我平衡功能[5]。 肠型 未来某一天,当你走进医院的时候,医生可能不仅会询问你的过敏史、血型,还会问到你的肠型。 来自德国海德堡欧洲分子生物学实验室(EMBL )的科学家们提出了这个概念——肠型,他们通过全球性实验国际人体肠道元基因组研究计划,发现以肠道内的细菌种类和数量划分,人类拥有三种肠型,研究人员把这3种肠型命名为拟杆菌型(Bacteroides )(肠型Ⅰ)、普雷沃氏菌型(Prevotella )(肠型Ⅱ)和瘤胃球菌型(Ruminococcus )(肠型Ⅲ),以反映各生态系统中的优势菌。拟杆菌型系统中的细菌,主要从碳水化合物和蛋

相关文档
相关文档 最新文档