肠道微生物与肥胖

小组组员：陈鲜 、林艳梅、李园、杨佩婷、邓洁、黄晓韵,肥胖的危害,肥 胖 成 为 美 国 继 烟 草 后 的 第2 大 死 因！,-肥胖将是21世纪的流行病、人类健康的第一杀手 ！,有世界卫生组织的肥胖病专家提出警告说，肥胖已成为全球的流行病，并对人体造成危害！,肥胖是疾病的先兆、衰老的信号 ！,“肥胖乃百病之源”，目前肥胖症已成为第四大医学社会问题！,肥胖与人类疾病,肥胖罹患疾病的几率高于正常人,肥胖的可能,多 数 学 者认 为, 肥 胖 是 多 因 素 作 用 的 结 果, 环 境 、 营 养 、 个 人 行 为 、基因等一直是肥胖研究的重点新近研究表明, 肠 道 微 生 物 与 肥 胖 的形 成 有 一 定 关 系 , 这引 起 学 者 广 泛 关 注 ！,讲课内容,一、肠道微生物简介（一）概念（二）分类（三）作用二、肥胖的危害三、肠道微生物与肥胖四、肠道菌群的未来,一、概念,肠道微生物，指存在人身体的体表及其与外界相通的腔道，如口腔、鼻腔系统、咽喉腔、眼结合膜、肠道及泌尿生殖道等部位的大量微生物，其中一部分为长期寄居的微生物，在机体防御机能正常时是无害的，称为正常菌群或正常微生物群。 通过各种激素对寄主所消耗的营养物质做出反应，也对寄主的状态做出反应。,二、分类,据估计，人体肠道菌群可包括500-1000种细菌，不过种类虽多，但各种细菌的数量差别却很悬殊：占细菌总数数量99%以上的细菌是由其中30-40种细菌构成的，其他多种细菌则只占到很小的比例。目前，已经鉴定出的细菌类群有百余个，包括拟杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌、芽孢杆菌、肠球菌、肠杆菌等。这些细菌根据其在肠道内不同的生理功能被分为三大类：共生菌、条件致病菌和病原菌,三、肠道菌群的生理作用,屏障作用:胃肠道内某些内源性微生物与肠黏膜“密切结合”形成膜菌群，构成生物屏障，阻止致病菌入侵。营养作用:双岐杆菌，乳酸杆菌等能合成多种人体生长发育必须的维生素，如B族维生素（维生素B1、B2、B6、B12），维生素K，烟酸、泛酸等，还能利用蛋白质残渣合成非必需氨基酸，如天冬门氨酸、丙氨酸。抗肿瘤作用：如双歧杆菌可降解致癌物质以抑制肿瘤的发生。免疫作用：如双歧杆菌对巨噬细胞具有激活作用。,Gut Microbiota from Twins Discordant for Obesity Modulate Metabolism in Mice,美国华盛顿大学研究人员采集4对人类双胞胎肠道内的微生物，经过一系列的试验发现，瘦人和肥胖者身上的不同细菌可导致老鼠减重或增重。文章发表在近日的Science杂志上。这一发现基于越来越多的认为肠道微生物对控制体重起着重要作用的研究。华盛顿大学医学院的科学家说，研究通过改变肠道内微生物的种类和数量开辟了对付肥胖的新疗法。,Citethis article as V. K. Ridaura et al.,Science 341,1241214 (2013). DOI:10.1126/science.1241214,研究细节,美国华盛顿大学研究人员对4对人类双胞胎肠道内的微生物进行取样，每一对双胞胎都是一瘦一胖，然后将采集到的肠道细菌分别移植到在无菌环境下培育的小鼠的肠道内。结果发现，与接受消瘦者肠道细菌的小鼠相比，接受肥胖者肠道细菌的小鼠会增加更多体重。当将这两组小鼠放在一起饲养后，接受肥胖者肠道菌群的老鼠变瘦了，而接受消瘦者肠道细菌的老鼠没有任何变化。基因组测序与代谢组学研究表明，这种现象是由属于拟杆菌门的特定肠道菌群引起。当放在一起饲养后，来自消瘦小鼠肠道的这一菌群会“侵入”肥胖小鼠的肠道，导致肥胖小鼠减肥。,研究流程：,肠道微生物与肥胖,研究还发现，饮食会干扰肠道菌群对胖瘦的影响。如果给放在一起饲养的两组小鼠喂食高纤维低脂肪的健康食物，试验结果不会有任何改变;但如果喂食低纤维高脂肪的不健康食物，则肥胖小鼠不再因消瘦小鼠肠道细菌的“侵入”而减肥。参与研究的人员对新华社记者说，他们的研究表明，可以通过移植肠道菌群将供体胖瘦等生理特征在小鼠身上重现，这为将来研究肠道菌群引起的疾病以及开发将益生菌、益生原等用于减肥提供了新的途径。,研究简史,1、2004年, Backhed 等 人 的 一 项 研 究 结 果 表 明, 肠 道 微 生物可能影响机体能量的储存, 提示肥胖 可 能 与 其 有 关 。2、2005年, Ruth 等 人 的 研 究 表 明, 肥 胖 小 鼠( ob /ob) 与 非肥 胖 小 鼠 ( - /- ) 肠 道 微 生 物 存 在 差 异。3、2006年Lay等人 另 一 项 与 此 有 关 的 研 究表 明, 肥 胖 小 鼠( ob /ob)与非肥胖小鼠( - /- ) 的肠道微生物落的差异可以转移和复制。,4、2007年，Cani等人提出了一个肠道菌群改变促使肥胖发生机制的假说。5、2007年，P.D.Cani等人研究表明双歧杆菌科保护肠屏障，抑制内毒素进入血液，导致肥胖，所以食用益生菌抑制肥胖。6、2008年，Kalliomi等人关于儿童粪便跟踪研究表明肠道菌群差异是导致肥胖的原因。7、2009年，Turnbaugh PJ等人研究了关于在肥胖和瘦的双胞胎主要肠道微生物。8、2010年，J Clin Gastroenterol等人研究了肥胖，代谢综合征，以及微生物：多重相互作用。9、2010年，Endocr Rev等人研究了肠道菌群，脂多糖，和先天免疫在肥胖病和心血管疾病的发病机理。10、2010年，J Clin Gastroenterol等人研究了肥胖，代谢综合征，以及微生物：多重相互作用。. .,肠道菌群的未来益生菌、益生元和宏基因组学,由于肠道菌群失衡的主要表现为共生菌比例的下降，人们想到可以通过直接补充共生菌，或通过补充促进共生菌生长的物质，来达到调节肠道菌群的目的。目前，在我们的生活中经常听到的名词“益生菌”，主要指的中乳酸杆菌和双歧杆菌，同时也有少量链球菌。通过适当的方式适度的补充这些益生菌，可以一定程度上达到调节肠道菌群组成、进而改善健康状况。,而所谓益生元，较为公认的概念是指能够不被消化而完整进入肠道菌群环境、可被共生菌利用而增加共生菌数量和活力、并利于人体健康的物质。目前，公认的“益生元”物质包括低聚半乳糖和菊糖。一些证据也表明低聚果糖可能也是潜在的“益生元”之一。不过值得注意的是，“益生元”是一个概念，而不是一个具体的产品。市场上很多打着“益生元”名义的产品，更多的是借用这个概念宣传其保健作用。,微生物的传统研究手段是利用体外培养和分离培养，分析单独菌株或菌群的生理功能。但是很多种类的肠道菌群只能在人体内生存而不能被体外培养。不过随着测序技术的进步，人们可以对整个肠道菌群作为一个整体，对它所包含的所有基因进行分析。这个基因的大集合，就被称作宏基因组。根据研究，这个基因组所包含的基因多达数百万，是人类基因组的100倍之多，其中包含多个与物质代谢、免疫、信号相关的基因群体。通过对肠道菌群宏基因组的研究，有助于进一步挖掘肠道菌群功能，更深层次的探究肠道菌群和人体健康的关系。,部分参考文献,1、 Backhed F, Ley RE, Sonnenburg JL, Peterson DA, Gordon JI.Host - Bacterial Mutualism in the Human Intestine J . Science ,2005, 307 : 1915- 1920.2、 Ruth E. Ley , Peter J. Turnbaugh , Samuel Klein, et al. Human gutmicrobes associated with obesity J . Nature , 2006, 444 : 1022-1023.3、 Peter J. Turnbaugh , Ruth E. Ley, Michael A. Mahowald , et al.4、An obesity - associated gut microbiomewith increased capacity for energy harvest J . Nature , 2006, 444 : 1027- 1031.,5、 Effects of two fermentable carbohydrates (inulin and resistant starch) and their combination on calcium and magnesium balance in rats.6、 The Inh