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说起肥胖,人们几乎到了谈“肥胖”就色变的程度,更多人把它当成了“不健康”甚至“疾病”的同义词。更有甚者,现代女性多以瘦为美,减肥非要减到皮包骨不可。姑且不说女性瘦骨嶙峋只能让男性怜悯而不会生情,身体脂肪太少必然引起许多生理和健康问题。
记得去年我曾围绕“肥胖是不是病”在科学网上掀起了一场学术争论,还惊动了《文汇报》和《健康报》等媒体,但最终也没有形成广泛的共识。为什么会造成这样的局面呢?关键是很多人并没有真正了解造成肥胖的原因,也不明白从“健康肥胖”到“不健康肥胖”并非肥胖本身惹的祸。
根据最近两年我们亲自研究肥胖起因获得的结论,再结合国内外同行发表的最新肥胖研究成果,我们已经大致弄清了肥胖的科学逻辑:肥胖既可以说是“吃”造成的,但又不完全是“吃”的必然后果。有了这个认识,今后不管你吃什么,吃多少,也许再也没有肥胖之虞了。
为了更好地让广大非同行们了解这些有用的健康知识,并能在日常生活中活学活用,同时又便于我们与同行们交流切磋最新研究成果,下面我就分别用“科普语言”和“科学语言”分别对肥胖的逻辑进行一些简单的介绍,具体情况请关注我们即将发表的学术论著。
“科普语言”话肥胖
肥胖是遗传?还是“传染”?
在人群中常常见到,父母肥胖且子女肥胖的机率相当高,但父母体重正常子女超重的情况也很多,这说明肥胖的遗传性并不太高,但可能会交叉“传染”。听说过夫妻婚前一方胖、另一方瘦,婚后都变胖或都变瘦,那样更有夫妻相,也许这是对“传染”的又一种解释吧!
我们都有这样的观感,有人天天大鱼大肉也不发胖,而有人“喝白开水”都长肉,这说明肥胖与否并不完全取决于食物及其种类,但肉食总比素食导致发胖的机会来得高。有人体内就潜在发胖的因素,而有人缺乏这些因素,但这些因素既可以失去,也可以获得。
很奇怪的是,那些极度肥胖的人,往往是口气很重(口臭)的人,这说明肥胖的奥秘隐藏在口腔、胃肠道或呼吸道,而寻找口臭的根源就有可能破解肥胖的秘密。
肥胖是不是病?看肠菌就能下结论
越来越多的研究结果表明,肠道菌群与西方饮食的配合才是导致肥胖的“罪魁祸首”。一个人光吃肥腻食物,若肠道中没有“嗜油菌”,他(她)还是不会发胖的。一个人即使存在因肠菌过度繁殖引起的微生态失调,却没有“致炎菌”,他(她)是绝不会得糖尿病的。
前一个结论解释了为什么有人狂吃都不胖、有人少吃也会胖的现象,因为前者的肠道中不存在“嗜油菌”,吃得多,拉得也多,而后者的肠道中因有“嗜油菌”而易于发胖;后一个结论解释了为什么有的人是“健康肥胖”,有的人却是“不健康肥胖”,因为前者的肠道中没有“致炎菌”,他们的肥胖不是病,而后者的肠道中有“致炎菌”,他们的肥胖就是病。
“肥菌”增肥,“毒菌”致病
所谓“嗜油菌”又可以称为“肥菌”,是指一些特别喜欢“吃”脂肪的细菌,只要你吃的肥腻食物越多,肥菌就长得越快,它们分泌的脂肪酶也就越多。这等于说,肥菌在“肥”了自己的同时,也不忘用“肥”来报答主人。如此说,肥胖的逻辑就是这么简单:那就是肠道细菌与人体之间在营养上实现了“共享”、在增重上实现了“互惠双赢”!
所谓“致炎菌”又可以称为“毒菌”,是指那些能产生内毒素的细菌,如以往所说的非致病性大肠杆菌(所谓“正常菌”),当然还包括许多革兰氏阴性细菌。肠道中产生的内毒素可以“潜移默化”地慢慢渗漏到血液和组织中,引起全身慢性低度炎症,由此导致许多严重的健康后果。最初它可导致胰岛素抵抗,然后再发展到糖尿病、心血管病、类风湿病,甚至癌症。所以说,肥胖只是低度炎症的一种伴生现象,但肥胖者并不等于有低度炎症。这就是为什么说有些体质指数(BMI)很高的人,却仍然对胰岛素敏感,也绝不会发展成2型糖尿病。
低度炎症来源于肥胖吗?
有人把肥胖的原因归结于两个方面,一个来自内毒素的感染性原因,另一个是来自脂肪酸的非感染性原因。但是,后一种假说无法解释为什么短链脂肪酸具有抗炎作用。我认为,以前流行的脂肪组织是低度炎症发源地的看法其实是一种误解,脂肪组织出现的低度炎症只不过是内毒素进入脂肪组织后激活内在(脂肪组织本身)或外在(经血液内流)巨噬细胞分泌炎症介质的结果。
有趣的是,急性革兰氏阴性病原菌感染甚至所由引起的败血症反而不会诱发慢性炎症,因为大量内毒素入血会诱发抗内毒素抗体,很快能使内毒素清除。相反,内毒素的低浓度持续刺激可能诱导免疫耐受,也可能不产生抗体(体液免疫),只产生细胞因子(细胞免疫),最后形成久拖不愈的全身慢性低度炎症。如果这个新发现得到进一步佐证,那么必将颠覆以往长期奉行的抗炎临床治疗理念。今后对于炎症性疾病的治疗,不能再单纯针对炎症的“表象”,而是要彻底消除炎症产生的“本原”。
阿司匹林:减肥、治疗糖尿病和脂肪肝的潜在药物
对于体内炎症水平居高不下的老年人,医生常常建议他们常年坚持服用阿司匹林,这样做是好还是不好呢?依我看来,虽然服用阿司匹林似乎能暂时控制炎症,但却无法解决肠道微生态失调这个根本问题。从这个意义上来说,阿司匹林抗炎只“治标”不“治本”。
不过,有人发现阿司匹林能促进线粒体再生(Kamble et al. 2013. Aspirin may promote mitochondrial biogenesis via the production of hydrogen peroxide and the induction of Sirtuin1/PGC-1α genes),而脂肪组织线粒体数目的增加会促进脂肪的“燃烧”,推测阿司匹林可能具有一定的减肥效果。若糖尿病患者使用阿司匹林,则能起到类似于二甲双胍的治疗作用(阿司匹林.pdf)!有人还发现阿司匹林还可以用来预防和治疗非酒精性脂肪肝哩(nitro-aspirin.pdf)!
肥胖是“主动”措施?还是“被动”行为?
我曾经有过一个臆想:肥胖(尤其是内脏肥胖)是不是身体主动在脏器内或周围囤积脂肪,以便给白细胞杀菌提供更多的能量呢?现在答案出来了:我们的身体为了堵截内毒素向内脏组织的进一步扩散,倾向于在内脏及其周围大量积累脂肪。据调查,有内脏脂肪的人,将来患2型糖尿病的机会增加4倍,患高血压和心脏病的机会增加两倍。
这个实验结果解释了为什么内脏脂肪比皮下脂肪的危害更大,因为脂肪的积累代表感染的加剧。更准确地说,只要你有内脏脂肪的堆积,就说明你体内的内毒素已经到了全身泛滥的地步!由此也可以推测,只要肠道“清洁”(不产生内毒素)了,那么内脏是不可能堆积脂肪的,脂肪肝也就不会再有了。
减肥:“控菌”优于“节食”
这样看来,那些想减肥的人,与其“节食”,不如“控菌”。虽然两者可能有类似的减肥效果,但节食要牺牲“口福”,你愿意接受如此低质量的生活吗?控菌并不一定要减少肠菌总量,而只需减少肥菌和毒菌的数量,这类减肥方法有难有易,但即使再难也不会难于抽脂手术。难度最高的控菌方法是通过“粪菌移植”进行“换菌”,这对于肠菌严重紊乱而有长期腹泻的病人而言是必要的,但对于肠菌轻微失调的人来说,可以通过服用益生菌(双歧杆菌、乳酸杆菌)来竞争有害菌在肠道内的生存空间,从而达到排挤有害菌的目的。另外,可以考虑少吃荤多吃素来防止肥菌和毒菌过度生长,有利于长期保持中等身材,尤其到了中老年,难怪大家都说“千金难买老来瘦”啊!
对付“将军肚”,饮酒、喝醋,还是吃大蒜?
如果你肠道中没了肥菌和毒菌,不管你吃什么及吃多少,都不至于给你的健康带来严重危害,这样你就能更好地享有“口福”了!对于那些有“啤酒肚”的人,有人曾经调侃说:你的酒(不是啤酒)还喝得不够!虽然这是一句戏言,但并非毫无道理,因为适当喝点白酒可以抑菌抗炎。有类风湿的人经常少量喝点药酒,既能缓解关节疼痛,还能防止病情恶化。
不过,我个人认为,就肠道抑菌而言,饮酒、喝醋都不如吃大蒜,因为酒和醋充其量可以在口腔及上消化道发挥抑菌和抗炎作用,但它们很快被胃壁细胞吸收,少量会进入小肠,很少能到达大肠,而大蒜却可以随食物残渣顺大肠而下,抗菌效果不错,所以日常吃点大蒜应该是一个良好的生活习惯。
“科学语言”论肥胖
在高脂饲料(HFD)诱导的小鼠肥胖模型及肥胖人群中,其肠道中的拟杆菌(Bacteroidetes)少于厚壁菌(Firmicutes)。更重要的发现是,HFD肥胖小鼠肠道双歧杆菌类(Bifidobacteria)锐减,而肠杆菌类(Enterobacteriaceae)陡增,这意味着在肠菌诱导的肥胖者中,从肠道渗漏入血的脂多糖(LPS)可能已遍布全身,导致所谓“代谢性内毒素血症”(metabolic endotoxinemia)。
给有肠菌小鼠饲喂HFD,可以引起肥胖,但给无肠菌(germ-free)小鼠饲喂HFD,却无肥胖出现,说明肠菌与HFD在肥胖中存在相互作用。给小鼠连续注射4周的LPS,就可以像HFD那样引起肥胖,说明产LPS肠菌对于肥胖而言至关重要。TLR4通过结合LPS及其辅助受体CD14,可以活化NF-kB和AP-1等促炎症转录因子,进而上调促炎症细胞因子基因表达。给CD14或TLR4缺乏的小鼠饲喂HFD或注射LPS,都不会导致肥胖,促炎症细胞因子也不出现上调。
现在有人把HFD诱导肥胖形成的机理总结为以下3个因素:(1)消化道内的脂肪激活肠道感应活性,减少肝细胞葡萄糖合成,保持血糖稳定,而此信号转导通路在HFD时受到抑制。(2)肠菌与HFD相互作用,大量释放脂肪细胞因子,因而导致肥胖。(3)HFD上调11-羟基类固醇脱氢酶-1基因(11b-HSD)表达,促进脂肪细胞因子释放,进而引起内脏肥胖(见下图)。
关于低度炎症的起源问题,早期的观点认为是脂肪组织本身的免疫激活,包括内源(脂肪组织内部)及外源(经血液循环招募)的巨噬细胞活化,但并未解释巨噬细胞活化的原因。有很多人曾经主张脂肪酸可以激活脂肪组织NF-kB表达,进而上调促炎症细胞因子表达。还有人专门发文说明脂肪酸是通过FetA与TLR4结合而诱发炎症的。可是,这些人无法解释为什么短链脂肪酸(SCFA)表现抗炎作用,难道FetA对脂肪酸有选择结合能力?
还有一种现象也是脂肪酸致炎说无法解释的,那就是阻断FetA表达会增强对内毒素血症的敏感性,而补充FetA可以抵抗致命性内毒素血症(FetA-LPS.pdf)。因此,我认为肥胖者体内FetA的升高正是因为LPS升高的结果。由于FetA和LPS都能结合TLR4,故FetA可能通过竞争结合TLR4起抗炎作用。
最近有两篇文章指出,炎症的产生是因为脂肪组织过度耗氧而活化HIF-1a、血红素氧化酶-1(HO-1)和红细胞生成素(EPO)所致。但是,谁也没有说清楚脂肪组织缺氧为什么会导致炎症和胰岛素抵抗,倒是另一篇论文说内脏脂肪有利于LPS的过滤防渗,这实际上已经暗示肥胖可能是人体应对肠道革兰氏阴性细菌慢性感染采取的主动措施。
我们的研究发现,给小鼠注射高剂量LPS后,不仅不会诱发低度炎症,反而造成HFD肥胖小鼠出现免疫抑制,促炎症细胞因子普遍降低,可以说我们意外找到了一种非药物抗炎的有效方法。当注射低剂量LPS时,确实能诱发低度炎症,可上调血清及脂肪组织中TNFa、IL-1b、MIP-1等表达,首次明确指出低剂量LPS才是低度炎症发生的源泉。至于药物抗炎减肥,我们发现青蒿素、硝酸甘油与2, 4-二硝基苯酚(DNP)对HFD小鼠都有显著的减肥作用,而减肥的机理就是抗炎和抗缺氧。
缺氧是由于促炎症细胞因子活化iNOS产生NO以及活化HO-1产生CO的结果,而NO与CO都能与线粒体呼吸链COX结合,阻断电子传递偶联氧化磷酸化,使脂肪组织分解代谢受阻。因此,肥胖性缺氧的褐色脂肪组织(BAT)往往被“漂白”,也就是出现血管萎缩和线粒体减少现象。在此,我提出一个新的肥胖机理假说(见下图)。
如果抑制iNOS和HO-1抗缺氧,或补充VEGF和EPO促血管新生,那么就能减肥和消除胰岛素抵抗。青蒿素抗缺氧可能是通过抑制iNOS实现的,曾有报道指出NOS抑制剂L-NAME就有减肥和改善胰岛素抗性的作用(iNOS-IR.pdf)。另外,青蒿素也可能模拟热量限制激发产生的NO(正如硝酸甘油和DNP那样)阻滞线粒体呼吸链电子传递,进而诱导线粒体增殖,促进脂肪组织分解代谢。尽管我们在这方面已取得初步实验数据,但对此还有待今后开展更深入的研究。
参考文献
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