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肠道微生态与代谢综合征的「千丝万缕」

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随着生活水平的提高、饮食结构和生活方式的改变,肥胖、高血压、高血脂、高血糖和高尿酸等代谢紊乱疾病日趋常见,代谢综合征患病率逐年攀升。由于代谢综合征既能提高心脑血管疾病和 2 型糖尿病的发病危险,同时又是心脑血管疾病死亡率升高的重要因素,因此受到大众健康的广泛关注。目前陆续有报道认为,肠道微生态是机体的一个重要的「特殊系统」,通过诱发全身慢性低度炎症反应,与代谢紊乱有着密切的联系。肠道微生态失衡在代谢障碍性疾病(代谢综合征、糖尿病和脂肪肝等)的发生和发展过程中起着触控作用。

一、人菌共生 

人体的健康不仅与自身的基因组有关,还与人出生后肠道内定居的永久居民-「微生物库」平衡相关。肠道菌群从无到有,伴随着人的一生,其与宿主处于动态共生的状态是进化的结果。

人体微生态系统包括口腔、胃肠道、皮肤、泌尿生殖道和呼吸道五大微生态系统,其中肠道微生态系统最为主要,是机体最大的微生态系统。肠道菌群作为人体重要的组成部分,受宿主的遗传、免疫、饮食习惯、环境因素和生活方式的影响,处于动态平衡中,与宿主细胞不断地进行物质和信息交流,广泛参与宿主的营养、代谢、免疫调控及机体炎症反应。 

二、什么是代谢综合征?

要认识代谢综合征,首先我们要知道什么是代谢综合征。代谢综合征是指以肥胖和胰岛素抵抗为核心,导致人体的蛋白质、脂肪、碳水化合物等物质发生代谢紊乱的病理状态,是一组复杂的代谢紊乱症候群,是指个体同时存在内脏型肥胖、高血压、高血糖、血脂异常等多种心血管疾病危险因素。

研究表明胰岛素抵抗在代谢综合征形成过程中发挥了至关重要的作用。胰岛素抵抗是指机体对胰岛素生物效应的不敏感,是代谢综合征、2 型糖尿病以及心脑血管等疾病共同的发病基础。当一个人有下述的危险因素时:大腰围,高血脂,高血压和高血糖,会被诊断为患有代谢综合征。流行病学调查显示,中国成人的代谢综合征患病率为 11%,且此患病率随年龄增加而升高。

三、肠道微生态与代谢综合征组分之肥胖、血脂异常

在国内,超重或肥胖的患病率已接近 50%。肥胖是引起胰岛素抵抗、代谢综合征、2 型糖尿病以及心脑血管疾病的主要危险因素,成为威胁人类健康的一大杀手。将肥胖小鼠和瘦型鼠的肠道菌群分别移植到无菌小鼠,接受肥胖小鼠肠道菌群的无菌小鼠体重明显增加。肠道菌群失调作为一种环境因素,导致肥胖及脂代谢紊乱可能的机制,与影响宿主代谢和脂肪储存相关,肠道里的「坏细菌」数量增加、 「好细菌」减少,造成免疫毒素入血,进而诱发慢性炎症,造成脂肪在腹腔和肝脏大量堆积,最后导致代谢综合征。

四、肠道微生态与代谢综合征组分之高血糖

肠道菌群失调诱发宿主轻度慢性炎症反应、胰岛素抵抗以及能量代谢紊乱,与 2 型糖尿病发生关系密切。肠道菌群代谢生成的短链脂肪酸能够调节小肠和结肠内分泌细胞分泌的肠道激素(PYY、GLP-1 等)的释放,进而参与调节机体能量平衡和血糖稳态。脑-肠轴也是调节代谢的重要途径,肠道菌群及代谢产物通过调节肠道内分泌细胞及激素分泌功能,传递饱腹感,从而调节中枢摄食行为和胰岛素分泌,进而调节葡萄糖代谢。肠道菌群调节胆汁酸代谢,胆汁酸作为信号传导分子在糖代谢过程中发挥重要作用。

高脂饮食使得经过肠道菌群作用的次级胆汁酸组成改变,破坏肠道屏障功能,从而导致肠道通透性增加。多种治疗糖尿病的药物也被证实可显著调节肠道菌群。

五、肠道微生态与代谢综合征组分之高血压

高血压是代谢综合征的组分之一,是心脑血管疾病的首要危险因素。肠道菌群与高血压存在直接或间接的相关性,肠道微生态失衡影响类固醇代谢,导致肾脏钠潴留,引发高血压。

菌群代谢物短链脂肪酸通过增加肾素释放,刺激交感神经系统,进而升高血压。另外,肠道菌群在对食物中的蛋白质发酵时会产生毒性代谢产物氧化三甲胺,后者加剧肾功能不全、促进动脉粥样硬化,增加血小板聚集,并有一定的升高血压的作用。益生菌发酵乳可有效降低血压,原因是通过产生具有抑制血管紧张素转化酶活性的多肽。原发性高血压患者,口服米诺环素调整菌群结构后高血压得到改善。

一氧化氮是一种重要的血管舒张因子,益生菌可增加血管内皮一氧化氮合成酶的活性。益生菌还可以通过调节血脂、改善胰岛素抵抗、调节免疫,有助于改善血压。

六、肠道微生态与代谢综合征组分之高尿酸

鉴于饮食健康与痛风发病的紧密联系,肠道菌群与痛风的发生关系密切。 与健康者相比,痛风患者的肠菌特点与糖尿病肠菌特点更为类似。人体的肠道菌群不仅参与尿酸代谢,且参与了炎症因子的释放,在痛风的发病进展过程中也起着关键的作用。 

七、肠道微生态与代谢综合征组分之脂肪肝

非酒精性脂肪肝是代谢综合征在肝脏的表现,往往发生在超重肥胖的人群中,同时伴有高血糖、血脂异常和高血压等代谢综合征组分。而肠道微生态的构成和功能改变可以通过影响能量吸收和储存、产生肥胖、促进胰岛素抵抗等机制与非酒精性脂肪肝的发生和进展息息相关。肠道微生态失调时,肠道菌群紊乱及肠黏膜屏障功能障碍引起肠道黏膜通透性增加,促进肠道来源促炎症因子、肠源性内毒素及内生性乙醛入血,加剧肝细胞发生炎性损伤和氧化应激,诱导及加重胰岛素抵抗、非酒精性脂肪肝和代谢综合征的发生发展。

八、小结与展望

人类对肠道菌群的认识才刚刚开始,随着基因组测序技术和生物信息学技术的发展,肠道菌群的结构及其生物功能将被揭开神秘面纱。肠道菌群从食物中摄取能量、产生重要代谢产物,参与机体代谢平衡与稳定,已不再是被人们遗忘的「功能器官」。肠道微生态是人体健康所必须的重要且复杂的生物系统,人们逐渐认识到,肠道微生态是人体健康的「晴雨表」。

肠道菌群作为环境因素与宿主相互作用的触控点,可能在肥胖、代谢性炎症和胰岛素抵抗的发生中发挥重要作用。肠道菌群未来可能成为预防和治疗代谢综合征的靶点。一个平衡和多样的肠道微生态环境,可以预防诸多代谢紊乱。良好的生活习惯以及适量运动对肠道微生态可以起到一定的调节作用。

膳食干预、微生态制剂,粪菌移植和代谢减重手术通过修复、调节和重建健康的肠道微生态系统,是改善肠道微生态失衡的有效方式,在防控代谢综合征相关疾病中的作用已受到医学界的广泛关注。肠道微生态研究为我们维护健康以及预防、缓解甚至治疗代谢综合征提供了新的视野。因此,普及和提高肠道健康意识,刻不容缓!

 

缩略图来源:站酷海洛

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