懶人減肥新希望:人參,腸道菌群,棕色脂肪

文章來自“科學大院”公眾號

作者:棕色脂肪研究團隊

冬天來了,又到了長胖的季節:脂肪禦寒、火鍋上線、穿多了不想運動、更別提中間還要過個年……管住嘴邁開腿都很難啊!

懶人減肥新希望:人參,腸道菌群,棕色脂肪

(圖片來源:veer相簿)

如果有一種東西,在不節食也不增加運動量的情況下,只要再吃吃它就可以顯著降低體重!這簡直就是胖子們夢寐以求的減肥方法呀~

2019年11月19日,中國科學院動物研究所金萬洙團隊與延邊大學李東浩團隊合作在Gut雜誌上發表了一篇題目為“Myristoleic acid produced by enterococci reduces obesity through brown adipose tissue activation”的文章,

該研究首次揭示了人參提取物可調節腸道菌群,啟用棕色脂肪,改善肥胖,或許可以作為新一代減肥藥物的靶點。

懶人減肥新希望:人參,腸道菌群,棕色脂肪

我們不缺少減肥藥 缺的是……

根據世界衛生組織的定義,

超重和肥胖是指機體異常或者過度的脂肪堆積。

通俗地說,吃得太多或消耗太少就會造成肥胖,不過導致肥胖的因素其實是複雜多樣的,社會因素(生活水平改善,飲食結構改變)、遺傳因素(比如FTO基因突變)、心理因素(很多人靠多吃來減壓)、藥物因素(激素類藥物干擾能量代謝)等都會引起肥胖。越來越多的科學證據表明

腸道菌群微生物也與肥胖相關,

其中一項研究分析了肥胖和瘦的雙胞胎的腸道菌群,發現他們的細菌多樣性、細菌類別都存在明顯不同。

選擇治療肥胖的方法要有的放矢:

針對瘦素缺陷型肥胖的治療方法是外源補充重組瘦素進行治療,但會有腹痛、頭痛的副作用,而且機體還會針對該重組蛋白產生抗體,影響治療效果。

減少食物攝入和抑制能量吸收是目前很多減肥藥的作用方式,然而限制能量攝入不能長期維持減重效果,還會有很多副作用。比如美國食品藥品監督管理局批准的減肥藥奧利司他本質上是一種胃腸道脂肪酶抑制劑,透過抑制胃腸道的脂肪酶,阻止三醯甘油水解為遊離脂肪酸和單醯基甘油酯,從而減少了小腸內皮細胞對脂肪酸的吸收。但服藥時必須要配合飲食控制,還有明顯的副作用,包括脹氣和大便失禁等,還可能增加腎結石風險。

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(圖片來源:veer相簿)

因此,我們並不缺減肥藥和減肥方法,需要的是更加

有效、安全、長效的新型肥胖藥物。

不是所有脂肪都是“壞的”

剛才說過,胖了就是脂肪的鍋!那麼是不是所有的脂肪都要背鍋呢?並不是!

脂肪組織是由大量群集的脂肪細胞構成,脂肪並不是僅僅包含我們常說的肥肉哦,根據脂肪組織的不同功能,分為以下三類:

1.儲存能量的白色脂肪組織:

存在於全身中不同的皮下和內臟部位,白色脂肪細胞含有單個的大脂滴,當機體能量過剩時,以甘油三酯的形式將能量儲存在白色脂肪細胞中的脂滴裡。

2.消耗能量的棕色脂肪:

該類脂肪在新生兒和冬眠哺乳動物中尤其豐富,具有調節溫度的功能,當它被啟用時,會產生熱量,棕色脂肪細胞含有大量更小的脂滴和數量更多的含鐵的線粒體,也是這些線粒體賦予了組織顏色,它比白色脂肪含有更多的毛細血管,為組織提供氧氣和營養,並將產生的熱量分配給全身,其線粒體內膜上恆定高表達解偶聯蛋白1(Uncoupling protein 1, UCP1)。

3.米色脂肪組織:

存在於白色脂肪內,形態上介於白色脂肪和棕色脂肪之間,具有可塑性,在寒冷刺激下米色脂肪高表達UCP1。

懶人減肥新希望:人參,腸道菌群,棕色脂肪

(圖片來源:Wikipedia)

所以,脂肪並非都是“壞的”,還有能消耗能量的棕色脂肪。

如果動員起體內的棕色脂肪,是不是可以產生減肥的效果呢?

“腸道菌群”與“棕色脂肪”的完美邂逅

人參是藥材界的“明星”,已有研究表明人參可治療肥胖及肥胖相關疾病。在一次會議上,中科院動物所研究棕色脂肪的金萬洙研究員與延邊大學研究人參的全林虎教授,一見如故,就人參產熱問題討論了起來,二人一拍即合,拉開了這項研究的帷幕。

懶人減肥新希望:人參,腸道菌群,棕色脂肪

(圖片來源:作者提供)

為了說明人參提取物的減肥效果,研究人員用人參提取物每天喂db/db肥胖小鼠,8周後與對照組相比,它們的體重明顯減少,有趣的是,

吃人參提取物的小鼠飲食量和運動量與對照組沒有差異,能量消耗卻顯著增加。

該結果驗證了人參提取物在小鼠模型上確實有減肥的效果。而這些小鼠之所以在攝入和運動量都無差別的情況下體重下降,是因為它們的

棕色脂肪被激活了,導致產熱增加,生物的總能量也就減少(生物總能量=攝入的總能量-消耗的總能量)。

那麼人參提取物是怎麼啟用棕色脂肪的呢?之前有報道說人參提取物對腸道微生物有影響,所以研究人員推測,人參提取物可能改變了肥胖小鼠腸道中微生物的種類,導致它們變瘦了。研究人員收集小鼠糞便,檢測糞便中的細菌群落,發現

吃人參提取物的小鼠相比對照組,它們的糞腸球菌大量富集。

糞腸球菌是健康人體胃腸道的共同補體,

用糞腸球菌餵養的肥胖小鼠確實能量消耗增加,

當小鼠暴露在寒冷環境時,被灌胃糞腸球菌的小鼠體溫升高,也就是產熱增加。此外,組織學分析顯示,攝入糞腸球菌的小鼠的棕色脂肪和皮下白色脂肪中的UCP1和OXPHOS顯著上調。

這些結果強烈地表明,糞腸球菌透過啟用棕色脂肪和米色脂肪的形成,增加了能量支出。

腸道微生物是透過它們的代謝產物對機體產生影響的,那麼糞腸球菌是透過的哪種代謝產物讓小鼠減肥的呢?

答案是一種長鏈脂肪酸——肉豆蔻油酸(Myristoleic acid, MA)!

長鏈脂肪酸可以永久附著在UCP1上,促進H+從內部轉移到外部線粒體膜上,從而激活了棕色脂肪。透過檢測血清樣本,研究人員發現

攝入了糞腸球菌小鼠的血清中各種長鏈脂肪酸的含量顯著改變。

為了確定哪些長鏈脂肪酸在治療後被特別改變,研究人員進一步分析了培養基中長鏈脂肪酸的數量,有趣的是,

在加了糞球菌的培養基中,MA的含量比不加糞球菌的對照組高了12.3倍。如果讓肥胖小鼠攝入MA這種長鏈脂肪酸,小鼠的棕色脂肪產熱增加,體重也顯著減少。

研究人員還利用CRISPR-dCas9技術首次在細菌水平上構建了基因敲降模型,將糞腸球菌的醯基輔酶A硫脂酶(ACOT)基因敲降,這個基因可以誘導MA的積累,當糞腸球菌不能產生MA時,小鼠減肥失敗。說明糞腸球菌產生的MA有減肥效果,而糞腸球菌透過ACOT基因驅動MA的產生。

由此,該研究首次發現了人參提取物-糞腸球菌-肉豆蔻油酸-棕色脂肪代謝通路在肥胖防治中的作用,這為研發防治肥胖及其相關代謝綜合徵的藥物提供了新的思路。此外,該研究首次將腸道菌群的研究層面深入到了細菌中合成代謝的分子層面,發現了糞腸球菌中負責合成肉豆蔻油酸的關鍵酶,並透過基因編輯技術進行了功能驗證。

懶人減肥新希望:人參,腸道菌群,棕色脂肪

(圖片來源:作者提供)

不過,我們還是不推薦躺著變瘦……

本研究結果提示,肉豆蔻油酸很可能是從能量代謝角度防治肥胖及其相關疾病的新型藥物靶點。與以往的減肥藥或減肥方法相比,肉豆蔻油酸具有成本低,安全性高等優點,有益於低廉、長效、安全的減肥藥的開發。不過,該項研究是以小鼠為實驗模型,還需在臨床上實驗,確認其效果。

友情提示:

減肥大業,任重道遠。就像每個醫生都會對減肥人士提示的那樣:雖然目前正規的減肥藥物確實能夠控制體重,但無一例外地需要配合科學飲食習慣和規律合理的運動。而服用減肥藥必須經過醫生的評估,不是你想吃就能吃。

就算以後有了新一代減肥藥物,讓人不再受到肥胖的困擾,也還希望大家能夠“管住嘴邁開腿”,畢竟 “穿衣顯瘦脫衣有肉”才是我們的終極追求哇~~

懶人減肥新希望:人參,腸道菌群,棕色脂肪

圖片來源:veer圖

作者單位:中國科學院動物研究所

科學大院

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