肠道菌群与脂代谢

理解

在我们体内生活着一个特殊的"生态系统"——肠道菌群。这个由数万亿微生物组成的复杂群体，正悄然影响着人体的代谢功能。近年来的研究表明，肠道菌群不仅参与消化和免疫功能的调节，还与脂质代谢密切相关，影响着脂肪储存、胆固醇代谢等多种生理过程。

肠道菌群

是指肠道内微生物群体的总和，包括细菌、真菌、病毒和其他微生物。

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脂质代谢

是指体内脂质（如脂肪、胆固醇等）的合成、分解、转化和运输过程。它在能量储存、细胞膜结构、激素合成等方面起着重要作用，脂质代谢失衡可能导致肥胖、糖尿病、动脉粥样硬化等疾病。

Functions of exchangeable apolipoproteins in lipid homeostasis in adipocytes.1

一、肠道菌群与脂质代谢的关联性

研究发现，肠道菌群通过多个途径影响脂质代谢，包括：

1. 肠道微生物代谢产物

肠道微生物通过代谢食物成分产生多种代谢产物，这些产物对宿主的脂质代谢有重要影响。其中短链脂肪酸（SCFAs），如乙酸、丙酸和丁酸，是肠道菌群代谢产物中的关键成分。

SCFAs不仅能够通过作用于GPR41和GPR43受体调节脂肪酸的合成和分解，还可以影响脂质储存和脂肪酸氧化[1]。例如，丁酸盐通过激活AMPK（5' AMP-activated protein kinase）信号通路，促进脂肪酸的氧化，抑制脂肪合成，从而帮助维持脂质代谢的平衡[2]。此外，肠道微生物还通过影响胆汁酸代谢，进一步影响脂质吸收和胆固醇代谢。

肠道菌群失衡（如菌群多样性下降）可能导致脂质代谢紊乱，增加肥胖、糖尿病和动脉粥样硬化等代谢性疾病的风险。

SCFAs通过增加脂肪酸氧化、减少脂质沉积和热量产生来调节脂质代谢[2]

2. 炎症反应

肠道菌群的失衡，特别是致病性细菌的增殖，会引发慢性低度炎症。这种炎症反应通过促进肝脏和脂肪组织的炎症反应，进一步导致脂质代谢紊乱[3]。

炎症因子（如TNF-α、IL-6等）不仅抑制胰岛素的作用，还能增加脂肪合成和储存，进而引发脂肪肝、胰岛素抵抗等代谢性疾病。

短链脂肪酸 (SCFA) 通过 FFAR2/3 受体调节炎症[2]

二、脂质代谢对肠道菌群的影响

反过来，脂质代谢的变化同样对肠道菌群的组成和功能产生影响，例如：

1. 膳食脂肪的影响：

膳食脂肪，尤其是高饱和脂肪的饮食，会改变肠道菌群的多样性和组成。研究表明，高脂饮食不仅能够促进促炎细菌群落的生长，还会抑制益生菌的数量，导致肠道微生物群的失衡[4]。这种失衡会进一步影响脂质代谢，导致脂肪储存的增加以及代谢功能的紊乱。

膳食脂质和肠道微生物群之间的相互作用影响宿主生理学[4]

肠道微生物群介导膳食多酚的脂质代谢益处[1]

2. 脂肪酸对肠道菌群的直接作用

饱和脂肪酸（如棕榈酸）被认为能够改变肠道菌群的结构，促进一些有害菌种的生长。而不饱和脂肪酸（如Omega-3脂肪酸）则有助于维持肠道菌群的平衡，改善脂质代谢。Omega-3脂肪酸通过抗炎作用来改善肝脏的脂肪积累，并有助于调节血脂水平，从而减缓代谢疾病的发展[5]。

Omega-3 PUFAs 通过三种主要途径减少炎症[5]

Omega-3 PUFAs 通过三种主要途径减少炎症[5]

omega-3 PUFAs-微生物组-宿主免疫相互作用[5]

三、研究热点

近年来，肠道菌群与脂质代谢的关系已成为代谢性疾病研究的热点。研究者们探索了不同菌群的结构变化如何影响脂质代谢、肥胖、糖尿病等疾病的发生发展。

1. 肠道菌群失调与肥胖、糖尿病的关联

研究发现，肥胖患者的肠道菌群多样性降低，特定的微生物群落（如Firmicutes和Bacteroidetes的比例失调）可能促进脂肪储存和胰岛素抵抗。这一发现进一步揭示了肠道菌群在代谢性疾病中的潜在作用。

调节肠道微生物群的抗肥胖作用的可能机制[3]

2. 肠道微生物组干预

一些研究尝试通过益生菌、益生元或粪便微生物移植等方法来干预肠道菌群，从而改善脂质代谢。研究表明，某些益生菌能够通过调节肠道内的SCFAs，改善肝脏脂肪堆积，增强胰岛素敏感性，进而改善代谢状态[1]。

常规和无菌小鼠肠道微生物的代谢途径[6]

3. 菌群与代谢表型的关联性

通过大规模人群研究，科学家们逐渐揭示肠道菌群与个体的代谢表型（如体脂率、血糖水平等）之间的关联。例如，某些特定的肠道菌群可能影响个体对膳食脂肪的代谢反应，从而导致不同的代谢表现[7]。

宿主与肠道微生物群之间的代谢轴[7]

各种干预措施对肠道菌群和宿主代谢的影响干预[7]

4. 肠道菌群与非酒精性脂肪肝

非酒精性脂肪肝（NAFLD）是全球范围内最常见的肝病之一。研究显示，肠道菌群的改变可能通过肠道-肝脏轴加剧NAFLD的发生和进展。因此，调节肠道菌群被视为治疗NAFLD的潜在策略[3]。

肠道微生物群通过肠肝轴对非酒精性脂肪性肝病和非酒精性脂肪性肝炎发展的影响[3]

小结： 肠道菌群与脂质代谢之间的关系正在成为生物医学研究的前沿领域。尽管目前我们已经获得了一些初步的认识，许多未知的机制仍然等待进一步探索。未来，调节肠道菌群可能成为治疗脂质代谢紊乱及其相关疾病（如肥胖、糖尿病、NAFLD等）的新策略。

参考文献：[1] S. Z. Wang, Y. J. Yu, and K. Adeli, “Role of gut microbiota in neuroendocrine regulation of carbohydrate and lipid metabolism via the microbiota-gut-brain-liver axis,” Microorganisms, vol. 8, no. 4, pp. 8–10, 2020, doi: 10.3390/microorganisms8040527.

[2] J. He et al., “Short-chain fatty acids and their association with signalling pathways in inflammation, glucose and lipid metabolism,” Int. J. Mol. Sci., vol. 21, no. 17, pp. 1–16, 2020, doi: 10.3390/ijms21176356.

[3] N. Arslan, “Obesity, fatty liver disease and intestinal microbiota,” World J. Gastroenterol., vol. 20, no. 44, pp. 16452–16463, 2014, doi: 10.3748/wjg.v20.i44.16452.

[4] M. Schoeler, R. Caesar, and R. Caesar, “Dietary lipids , gut microbiota and lipid metabolism,” Rev. Endocr. Metab. Disord., no. November, pp. 461–472, 2019.

[5] Y. Fu et al., “Associations among Dietary Omega-3 Polyunsaturated Fatty Acids, the Gut Microbiota, and Intestinal Immunity,” Mediators Inflamm., vol. 2021, 2021, doi: 10.1155/2021/8879227.

[6] Y. J. He and C. G. You, “The Potential Role of Gut Microbiota in the Prevention and Treatment of Lipid Metabolism Disorders,” Int. J. Endocrinol., vol. 2020, 2020, doi: 10.1155/2020/8601796.

[7] E. Holmes, J. V. Li, J. R. Marchesi, and J. K. Nicholson, “Gut microbiota composition and activity in relation to host metabolic phenotype and disease risk,” Cell Metab., vol. 16, no. 5, pp. 559–564, 2012, doi: 10.1016/j.cmet.2012.10.007.

来源：科研综述