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肠道微生物群如何影响儿童肥胖

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时间:2025-01-31

肠道微生物如何影响儿童肥胖的研究揭示了恢复平衡和应对全球流行病的有希望的方法。

在最近发表在《Advances in Nutrition》杂志上的一篇综述中,一组研究人员探讨了肠道微生物群在儿童肥胖中的作用,重点关注其影响、潜在机制和潜在的治疗策略。

研究背景

根据世界卫生组织和世界肥胖联合会的数据,全球儿童肥胖已达到流行病水平,近 3.4 亿 5-19 岁的儿童和青少年被列为超重或肥胖。曾经局限于高收入国家的肥胖率现在正在低收入和中等收入地区上升,近一半的五岁以下超重儿童居住在亚洲。

肥胖显著增加 2 型糖尿病(T2DM)、心血管疾病、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)和某些癌症的风险。肠道菌群的生态失调,以厚壁菌门和拟杆菌门的失衡为特征,与肥胖密切相关,需要进一步研究针对肠道菌群的个性化治疗方法。最近的研究还表明,肠道微生物群的改变受到遗传、分娩方式和孕产妇健康等因素的影响,从而增加了生命早期肥胖的风险。

肠道微生态学与儿童肥胖症

肠道是人体最复杂和密集的微生物生态系统的所在地,包括细菌、病毒、真菌及其代谢物。最近的研究发现将肠道微生态的变化与肥胖的发展联系起来。

人类微生物组项目在肠道中发现了 2,000 多种微生物,其中厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门和变形菌门占微生物群的 93% 以上。这些微生物通过肠脑轴(GBA)影响营养代谢、炎症甚至行为。除了细菌外,真菌和噬菌体在塑造肠道微生物群组成方面也起着关键作用。这种生态系统的破坏会导致炎症性肠病(IBD)、癌症和肥胖等疾病。

噬菌体和肥胖

噬菌体是肠道微生物群的重要组成部分,在维持肠道微生物平衡方面发挥着重要作用。然而,饮食和抗生素等环境因素会破坏它们的比例,从而导致肥胖。

研究表明,肥胖儿童在草食菌群中表现出稳定性下降,从保护性亚家族转向与代谢综合征相关的亚家族。研究还发现了特定噬菌体种类与细菌群落之间的相关性,例如与肥胖有关的气法 Collinsella aerofaciens。这些变化影响特定细菌种类和噬菌体之间的相互作用,进一步加剧生态失调。

研究表明,对噬菌体的治疗性操作可能有助于恢复平衡,为肥胖管理提供了潜力。

肠道真菌与肥胖

肠道真菌虽然研究较少,但在新陈代谢和肥胖中起着关键作用。研究表明,婴儿期真菌多样性与早期体重指数(BMI)变化有关。

念珠菌、酵母菌和红酵母等特定物种会影响肥胖风险,通常与母亲的体重指数、饮食和抗生素使用有关。例如,在动物模型中,假丝酵母菌病的增加与高脂肪饮食(HFD)引起的肥胖有关。

对肠道中真菌和细菌之间相互作用的进一步研究可能会揭开预防肥胖的新策略

儿童肥胖的生态失调

与正常体重的儿童相比,肥胖儿童表现出肠道微生物多样性减少和细菌群落结构改变。研究表明,肥胖儿童的厚壁菌门增加,拟杆菌门减少,以及大肠杆菌和志贺氏菌等特定属与炎症和胰岛素抵抗有关。相反,双歧杆菌和嗜粘阿克曼氏菌等有益细菌在肥胖儿童中减少。特别是嗜粘菌,在改善肠道屏障功能和调节代谢方面表现出了希望。

肠道菌群在肥胖中的作用机制

能量吸收和短链脂肪酸

肠道微生物群通过短链脂肪酸(SCFAs)调节能量代谢,如醋酸盐、丁酸盐和丙酸盐,这些都是纤维发酵的产物。虽然丁酸盐促进胰岛素敏感性和减少炎症,丙酸盐可能会导致暴饮暴食。失调的短链脂肪酸生成可以通过加强能量吸收、破坏食欲调节和促进脂肪积累来促进肥胖。最近的研究结果表明,通过饮食干预调节短链脂肪酸的产生有助于调节能量平衡和改善代谢健康。通过饮食或微生物调节维持 SCFA 平衡有望实现肥胖管理。


代谢途径和胆汁酸

代谢产物如脂多糖(LPS)和胆汁酸显著影响代谢。来自革兰氏阴性菌的 LPS 可诱导全身炎症和胰岛素抵抗,而胆汁酸可调节脂质消化和能量稳态。胆汁酸信号通过 Farnesoid X 受体(FXR)和 Takeda G 蛋白偶联受体5 (TGR5)等受体可以影响脂肪利用和产热,这突出了它们作为肥胖治疗靶点的潜力。

针对肠道微生物群的治疗策略

饮食和生活方式干预

富含纤维的均衡饮食和经常锻炼可以增强微生物多样性,减少炎症。例如,地中海饮食的特点是大量摄入蔬菜、全谷物和健康脂肪,已被证明可以增加双歧杆菌水平,减少炎症标志物。减少高热量食物和糖的摄入,同时促进有组织的用餐时间,可以减轻肥胖的风险。


益生菌,益生元和合成菌

双歧杆菌和乳酸杆菌等益生菌可以改善肠道屏障功能,减少炎症,调节脂质代谢。益生元,包括菊粉和半乳糖寡糖,刺激有益细菌和短链脂肪酸的产生。合成益生菌是益生菌和益生元的结合,在恢复微生物平衡和促进代谢健康方面具有协同作用。


粪便微生物群移植(FMT)

FMT 引入来自健康供体的微生物群,以恢复受者体内的微生物多样性和功能。虽然很有希望,但由于供体选择和长期结果的差异,其在控制肥胖方面的功效仍不确定。FMT 的个性化方法可以根据个体肠道微生物群概况定制治疗,从而改善结果。

从肠道微生.jpg

图:从肠道菌群的角度治疗儿童肥胖。健康的饮食和定期的体育锻炼可以减少脂肪堆积,增强肠道微生物的多样性。此外,使用微生态制剂,如益生菌、益生元和共生菌,通过恢复肠道微生物群和改善代谢失调,在改善儿童肥胖方面发挥了重要作用。粪便微生物群移植是指通过口服胶囊、鼻腔喂养或内窥镜检查,将含有健康供体粪便提取物的细菌液注入受者肠道,以改变慢性低度炎症反应,并建立最佳肠道微生物群比例。此外,代谢手术被认为是治疗严重肥胖的有效方法。目前流行的外科手术包括垂直袖胃切除术(VSG)和 Roux-en-Y 胃旁路术(RYGB)。

研究结论

总之,该研究强调了肠道菌群在儿童肥胖中的复杂作用,强调了能量吸收、代谢调节和炎症等机制。受遗传、分娩方式、饮食和早期生活因素影响的微生物组成变化对肥胖风险有显著影响。饮食干预、益生菌和粪便微生物群移植等创新方法有望调节微生物群和控制肥胖。

期刊参考

  • Luo, Y., Li, M., Luo, D., & Tang, B. (2025). Gut Microbiota: An Important Participant in Childhood Obesity. Advances in Nutrition, 16(2), 100362. DOI:10.1016/j.advnut.2024.100362, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2161831324001960

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