肥胖与肠道细菌有关吗？

超重和肥胖是身体的一种不健康状态，其主要特征是体内有过多的脂肪。这种状态正在世界上的许多地方蔓延，在一些西方国家已经到了惊人的程度。在美国，一项2007年的统计表明，全国人口中有74.1%的人超重或肥胖，26.6%的人肥胖。在中国，超重和肥胖的发生率目前还比较低，但也在迅速上升。据一项2002年的统计，17%的中国人超重或肥胖，2.6%的人肥胖。其中青少年体重异常增加的情形特别严重。从1985年到2000年，年龄7到18岁的青少年中，超重的比例增加了28倍，肥胖的比例增加了4倍。

超重和肥胖是按照体重指数来定义的。体重指数（Body Mass Index，简称BMI）可以用体重（公斤数）除以身高（米）的平方得到。比如一个人的体重是60公斤，身高1米6，那他的体重指数就是60除1.6再除1.6，即23.4。它并不直接测定人体内脂肪的含量，却是定义一个人是“胖”还是“瘦”，以及胖瘦程度的一个方便的指标。

对于同样形状的物体，尺寸和重量的关系本来是立方关系。但是身材高的人并不是普通高度的人按比例放大，而是倾向于“细高条”的体型。所以按立方关系计算反而不是最合适的。按平方关系计算的体重指数，是体重和身高的数学关系中，能较好地反映一个人身体内的脂肪含量，又不涉及复杂的指数运算（比如体重除以身高的2.3次方）的参数。

按照联合国卫生组织的定义，体重指数20-25为正常。高于25为超重，30-35为一期肥胖，35-40为二期肥胖，高于40为三期肥胖。低于20为体重不足，低于16为体重严重不足。

超重和肥胖会增高一些疾病的发病率，比如心血管病，第二型（胰岛素抵抗型）糖尿病，和关节炎。它们对于寿命的影响随体重指数升高而增加。对于超重的人（体重指数25-30），预期寿命会缩短2-4年；而极度肥胖者（体重指数高于40），预期寿命会缩短10年。

超重和肥胖发生的原因

       超重和肥胖的发生与遗传（内分泌和代谢状况），环境，食品，精神因素以及生活习惯都有关系。但对大多数人来讲，最根本的原因还是从食物中摄入的热量超过了身体消耗的热量。现代城市里的生活方式（坐办公室，长时间在计算机或电视机前，开车，吃垃圾食物，少运动）就是造成这种热量收支不平衡的重要途径。

在生物体内的三大类物质，蛋白质，碳水化合物和脂肪中，脂肪是最适合于能量储存的。单位重量的脂肪在体内“燃烧”时放出的热量（9.3千卡/克）是蛋白质（4.1千卡/克）和碳水化合物（4.1千卡/克）的两倍以上。蛋白质作为生命活动的主要执行者，一般不作为能量储备。碳水化合物只能以肝糖原和肌糖原的形式存在，数量也不大（分别为100克和几百克）。而脂肪可以在皮下和内脏周围广泛储存，而且可以保护动物器官，帮助维持体温。所以脂肪作为动物储存能量的主要形式是很自然的。

       从进化论的观点看来，动物储存脂肪是一种应付冬季和饥荒的手段。冬眠（大幅降低体温的，如蝙蝠，土拨鼠）和冬休（不大幅降低体温的，如熊，獾，松鼠）的动物在冬季不进食，靠自己身体储存的脂肪提供能量。骆驼的驼峰里面储藏的主要是脂肪。在沙漠中无食无水的情况下，不但能提供能量，脂肪的氧化还能产生水。企鹅孵蛋时，不吃不喝，消耗的也是体内的脂肪。

       和许多哺乳动物一样，人类的祖先在过去的长期岁月中，过的也是食物来源没有保证的生活。他们虽然不冬眠，但为了应付可能的饥荒，我们的祖先也尽量把多余的能量以脂肪的形式储备起来。这样做的好处，就是在现代社会中食物来源突然断绝的情况下也表现得很明显。地震时被困人员可以在饥饿状态下生存几个星期（如果有水喝的话），靠的主要就是体内的脂肪。

       脂肪在食物和人体中的特殊地位也反映到人的观念中。就在不久以前，人胖还叫“富态”，长胖叫“发福”，都是赞誉的词。在上个世纪五，六十年代，最肥的猪肉叫“一级肉”，价格最贵。含瘦肉最多的反而叫“三级肉”，价钱最便宜。

       而在现代社会中，食物的来源得到保证。体力活动的缺乏又使消耗的热量大大降低。于是每天体内都有大量的热量过剩。可是现代社会的出现不过几十年时间。这对于生物进化来说是太短了，人的基因还来不及变化，还是按照几十万年前原始人那样，本能地把这些能量都以脂肪的形式储存起来。这是现代社会里超重和肥胖大量出现的根本原因。

       这个道理很容易懂，但肥胖的人还是在不断增加，减肥成功的寥寥无几。究其原因，除生理机制之外，是我们还继承了进化带给我们的另一个本能，即满足食欲。

       和性活动一样，进食也是所有高等动物必须要做的事情，否则物种就会凋亡。为了保证这两种活动一定会发生，动物的身体也发展出“奖励机制”，在脑中产生愉悦感和欣快感，以鼓励动物去从事这些行为。在同时，动物也发展出特殊的嗅觉和味觉 ，对那些所需要的食物感觉到“香”和“好吃”，而且越是营养价值高的食物，动物会越感觉到“好吃”，以更有效地鼓励动物去发现和摄取这些食物。

比如肉食动物捕获猎物后，首先是去吃含脂肪更多的内脏，然后才是肌肉和骨头。我们感觉到“好吃”的，多是那些含脂肪多的动物性食物。而且越是脂肪多的，吃起来越香。老百姓把吃鸡鸭鱼肉称为“打牙祭”。吃肉是“改善生活”。餐馆也常用大量的油来炒菜。而且越是好吃的东西，我们越喜欢多吃。而“饿”和“清淡”是难以长期忍受的。

所以“吃”和“性”一样，都是我们的身体所鼓励的活动，而且以愉悦感和欣快感来回报。毒品是用化学物质直接作用于大脑中的奖赏中心，在没有良性神经信号（如进食和性活动）传入的情况下产生欣快感。对脑中奖赏中心活动的监测表明，习惯性过食的人，在这些区域的神经活动和对毒品上瘾的人有相似之处。 所以节食之难，有些像戒掉毒瘾，因为二者的生理机制是相似的。这才是保持体重面临的最大的难题。

       除了这些原因以外，还有一个以前不被注意的因素。科学家们近来 发现，我们肥胖与否，很可能还和我们肠道里的细菌有关。

小鼠模型的启示

       2004年，美国华盛顿大学医学院的Jeffrey Gordon和他的小组在美国科学院院刊（Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A）上报道说，在无菌环境中长大，因而没有肠道细菌的小鼠，体内脂肪的量比对照组的小鼠少40%，即使它们吃进的食物中的热量比对照组高29%。给无菌小鼠喂以高脂肪，高碳水化合物的美式饮食，这些小鼠体重的增加也显著地比对照组少，而且不会出现在对照组里所观察到的，美式饮食所引起的对胰岛素敏感性的降低（第二型糖尿病的症状）。

如果把正常小鼠的肠道细菌转移到无菌小鼠的肠内，两个星期以后，这些小鼠体内的脂肪增加了57%，肝中的甘油三酯增加了2.3倍。如果把遗传型胖小鼠和瘦小鼠的肠道细菌分别转移到无菌小鼠的肠中，两个星期后，得到胖小鼠肠道细菌的，体内脂肪的增加比那些得到瘦小鼠肠道细菌的多。

这些结果说明，小鼠的胖瘦不光是和它们吃进多少热量有关，还和它们肠子里的细菌有关。吃进的食物里的热量只是一个表观指标，真正从从肠道里吸收的营养才是和胖瘦直接有关的。这有点像一个消化功能差的人，尽管吃进的食物和别人一样，但里面的热量并不能有效地被吸收，他也吃不胖。只不过在这里是小鼠肚子里的细菌帮助它们从吃下的食物中获取更多的能量，而且胖小鼠肚子里的细菌要比瘦小鼠的肠道细菌在这方面更加有效。

       为了研究胖小鼠和瘦小鼠的肠道细菌有何不同，这些研究者给一组小鼠喂高脂肪，高碳水化合物的美式饮食，给另一组喂低脂肪，高多聚糖的饮食。结果发现，吃美式饮食，因而迅速变胖的的小鼠肠中，厚壁菌门（Firmicutes，一大类格兰氏阳性细菌）的细菌相对较多，而拟杆菌门（Bacteroidetes，一大类格兰氏阴性细菌）的细菌较少。

厚壁菌中的一些菌种可以从食物中消化出并提供给动物更多的营养。比如食物中的一些纤维素和多聚糖是小鼠自身的酶所不能消化的。这些厚壁菌可以将它们降解，转变成短链脂肪酸（乙酸、丙酸、和丁酸）。这些物质能被肠壁吸收，在体内“燃烧”以合成高能化合物三磷酸腺苷（ATP），也能在肝中成为合成长链脂肪酸的原料。拟杆菌门的细菌就没有这个能力。

而且细菌的作用还不只是帮助动物获取更多的能量。比如细菌的存在能抑制肠壁细胞分泌“禁食诱导的脂肪因子”（fasting-induced adipose factor，简称FIAF）。这个因子是脂肪组织中，脂蛋白脂酶（lipoprotein lipase）的抑制剂。FIAF的减少使脂蛋白脂酶活化，有利于脂肪酸进入脂肪细胞和甘油三酯的积累。如果把小鼠中的FIAT基因敲除掉，其作用相当于肠道细菌的作用，那没有肠道细菌的小鼠也和对照组一样肥胖。

人的肠道细菌

小鼠实验的结果也激起了对人的肠道细菌作用的兴趣。与小鼠相似，人肠道内的细菌也主要是厚壁菌和拟杆菌，还有少量放线菌门（Actinobacteria，占细菌总量的2-3%）和变形菌门（Proteobacteria，约占1%）的细菌。胖人的肠道中厚壁菌比较多，拟杆菌比较少。二者的比例可以从瘦人的3：1到胖人的35：1，即增加10倍以上。当研究者们让肥胖的人吃低脂肪或低碳水化合物的饮食时，这些人在减肥的同时，他们肠道中的厚壁菌减少，而拟杆菌增加。这些结果和在小鼠中观察到的结果类似，说明人的肠道细菌很可能也有类似的作用，需要进一步进行研究。

人的肠道细菌总数约有1千万亿个，比人全身的细胞总数（60到100万亿个）多约10倍。也就是说，如果把细菌也计算进去，那人体90% 的细胞是肠道细菌。之所以它们没有人的身体那么大的体积，是因为细菌（平均直径1微米）比人的细胞（直径20-70微米）小得多。如果把人的细胞比作一间房间，那细菌的大小只相当于一个暖水瓶。

细菌在肠道里的分布是不均匀的，而是从上到下逐渐增多。在小肠的上段（空肠，即和十二指肠相连的部分），每毫升内容物里只有1万个细菌。在小肠的下段（回肠），每毫升就有1千万个细菌。到了大肠（主要是结肠，即沿腹腔的外缘绕行一周的部分），每毫升内容物里的细菌数量达到1万亿个。所以我们的肠道细菌主要在大肠里面。

过去研究肠道细菌的困难是它们中的许多（三分之二以上）种类很难在体外培养。原因包括脱离了原来的营养条件，肠道里的低氧浓度，肠道细菌之间的相互作用，细菌和肠壁细胞之间的相互作用，等等。但是若干新的分子生物学技术在很大程度上克服了这些困难，不用培养细菌就可以检测到各种细菌的存在。用这些技术进行人肠道细菌的研究已经得出了一些很有趣的结果。

比如其中的一种技术就是测定细菌中核糖体小亚基上的一种核糖核酸，叫作16S rRNA的核苷酸的序列。它虽然不是细菌的DNA序列，却具有分辨不同细菌的能力，好像人的指纹一样。用这个办法，中国教育部生物医学重点实验室，上海交通大学，国家传染病防治重点实验室，杭州大学等单位和英国伦敦皇家学院合作，从7位中国人的粪便中检测到476种不同的可用于分类的16S rRNA。

对这些16S rRNA的数据分析表明，这些中国人肠道细菌中细菌种类的组成彼此类似，而和已经发表的美国人的肠道细菌组成明显不同，说明不同地区和人种的肠道细菌组成可以有较大的差别。如果看厚壁菌和拟杆菌的比例，则中国人的比例和美国瘦人的比例比较接近，符合中国人超重和肥胖的情形远低于美国人的事实。

用同样的技术，华盛顿大学Gordon的小组测定了154位实验者粪便中的细菌，发现家庭成员之间细菌结构比较相似，但不同成员之间仍然有较大的变化。同卵双胞胎之间肠道细菌的差别和异卵双胞胎之间的差别类似，说明一个人DNA的结构对肠道细菌影响不大。有趣的是，子女的肠道细菌的组成带有从母亲“遗传”下来的痕迹。

刚出生的婴儿肠子里是没有细菌的。如果是正常（从产道）分娩，婴儿很容易接触到母亲的肠道细菌。由于婴儿的免疫系统还在发育初期，这些最初进入婴儿肠道的细菌就被当作“自己人”而被接受，也最容易以后在肠道中生存。在几天之后，婴儿粪便中的细菌就可以达到每克1亿到100亿个细菌。到一个月时，肠道细菌群落就基本上建立起来了。相反，剖腹产的婴儿主要从空气和产房环境中得到细菌，需要更长的时间（约6个月）才能建立起肠道细菌群落，而且这些细菌中双歧杆菌（Bifidobacteria，属于放线菌门）和拟杆菌（Bacteroides，属于拟杆菌门）比较少。这两种细菌都是对防止肥胖比较有利的，所以这样的婴儿以后发胖的可能性比较大。

喂母乳的婴儿肠道中双歧杆菌比较多，也许是母乳中含有促进双歧杆菌在婴儿肠道里生长的因子（多聚糖）。喂其它食物的婴儿肠道细菌的变化就比较大。抗菌素（如阿莫西林）能杀灭人肠道里面的双歧杆菌。如果没有大量的外来的补充，自己不会再恢复。酸奶和益生菌（做成胶囊和药片形式的有益肠道细菌， 见下文）都可以补充双歧杆菌。

这些研究还在非常初期的阶段，还有大量的工作要做。肠道细菌影响人体能量代谢的机制非常复杂，比如肠道内皮细胞识别细菌的Toll样受体（Toll-like receptors, TLRs ）的机制等等。而且肠道细菌还不只是与人的能量代谢关，还参与调节人的免疫系统，防止肠道炎症，抑制病原菌的生长，减少过敏，生产维生素等，但是这些内容已经超出本文的范围了。

一些关于减肥和肠道细菌的讨论

1，会有减肥药片吗？

       有些既想满足口腹之欲，又想保持健康体重的人希望有某种药片出现，只要每天吃一片，身体就会把剩余的能量消耗掉，而不是作为脂肪储存起来。这样不需要改变生活习惯和饮食习惯，也能达到苗条的目的。

      由于美国超重和肥胖的人是如此之多，如果真能研发出这么一种药片，那市场需求将不可限量。美国许多研究机构和制药公司也真的在进行这方面的研究。比如弄清大脑发出饥饿信号的机制。要是大脑不发或少发这样的信号，我们的食欲就不会那么强。也可以去找出身体控制能量平衡的机制，不让多余的能量朝脂肪储存方向走。或者干脆阻断脂肪合成和储存的化学步骤，不让脂肪在体内积存下来。或者想法把身体燃烧脂肪的通路扩宽，把已经储存的脂肪烧掉。美国的国立卫生研究所（National Institute of Health, 即NIH）也每年拨款8亿美元从事关于肥胖的研究。

这样的研究产生了大量的实验结果，细节也越来越复杂。在这样的复杂性面前，科学家们对于“减肥药片”的前景不是越来越乐观，而是越来越悲观了。在2011年2月发行的《科学的美国人》（《Scientifc American》）上，一篇题为“如何解决肥胖危机”（How to fix the obesity crisis）的文章中，作者并不指望奇迹药片很快出现，而是建议更传统的减肥方法。他说得很有意思：“虽然科学已经揭示了许多影响我们体重的代谢过程，但（减肥）成功的关键可能却在别处（Although science has revealed a lot about the metabolic processes that influence our weight, the key to success may lie elsewhere.）。

比如说“瘦素”（Leptin），它是脂肪组织分泌的一种小分子量的蛋白激素，它在进入大脑后，告诉大脑说，“能量够了，不要再吃了”，从而抑制人的胃口和进食欲望。这是身体自己控制能量失衡的一种反馈机制。它刚被发现时，人们很兴奋，以为找到了减肥的秘密了。但后来发现，肥胖的人体内的脂肪组织仍在分泌大量瘦素，所以他们的血液中有远高于常人的瘦素浓度。是大脑对这些瘦素的信号不再反应，就像第二型糖尿病人对胰岛素不敏感一样。所以想用瘦素来减肥是没有用的。

而且像用现代生物技术来开发治感冒的药物一样，这些高科技手段都要去干涉人体内经过千百万年进化而成的系统。无数例子表明，这样做是有风险的。比如各种治疗高血压的药物（beta阻断剂，作用于肾素-血管紧张素系统的药物，等等）都有副作用。只不过它们控制血压带来的好处通常多于副作用的危害，高血压患者还是愿意使用。降血脂，降胆固醇的药物就要考虑了。它们对肝都有损害作用。你是想保肝，还是想降血脂？如果有其它的办法（比如用食疗），那最好还是不用。何况减肥药片还不知道什么时候才能生产出来，能否生产出来，生产出来是否安全。所以至少现在不要对这样的药片抱希望。

2，益生菌（Probiotics）

       益生菌，按照世界卫生组织的定义，是“以适当的量给与人体时，能产生对健康有利的效果的活细菌”。它们本来就是我们肠道内的细菌，被挑选出来在体外培养后，做成的药片或胶囊。每一片含的细菌量从十亿到几十亿。有的需要冷藏，有的室温保存就可以。

       它们进入体内的作用不光是帮助消化，而且还能帮助肠道细菌恢复平衡，调节肠道功能，抑制已经进入体内的有害细菌的生长。这最后一点非常有用。以前有肠道感染时，一般都是用抗菌素处理。这样在杀灭病菌的同时，也杀死了许多“好” 细菌，造成肠道细菌不平衡，甚至腹泻。而益生菌就可以和病菌竞争，常能有效地压制住病菌的繁殖。

       常用的益生菌有：嗜酸性乳酸杆菌（Lactobacillus acidophilus，又叫A 菌），双歧乳酸杆菌（Bifidobacterium bifidum，又叫B 菌），长形双歧杆菌（Bifidobacterium longum），保加利亚乳酸杆菌（Lactobacillus bulgaricus），嗜热链球菌（Steptococcus thermophilus）等。不同的制品中细菌的种类不同，比例也不一样。需要自己试用，找出最适合自己的产品。

       既然它们是活细菌，吃的时候就不能用烫开水就药，也不能用开水冲化，以免烫死它们。而且还不能和抗菌素同时使用，道理自明。即使是好细菌，也不是吃得越多越好。它们在肠道中的过量繁殖也能造成腹胀和便秘。要自己摸索，找出合适的量。而且它们也不能取代肠道里的细菌。如果肠道根本没有问题，也可以不吃。

       酸奶中也含有大量活的，对人有益的细菌，包括双歧杆菌，保加利亚乳酸杆菌，和嗜热性链球菌等。吃酸奶不仅能补充这些有益的细菌，还能补充钙和其它营养。肠道细菌不平衡的人，吃酸奶也有帮助。

3，洗肠有帮助吗？

       与益生菌补充肠道细菌相反，洗肠是在清除大肠中的粪便的同时，洗掉许多肠道细菌。

       古代就有人认为肠子是产生疾病的地方，很可能是认为大便“脏”造成的。比如古埃及人认为，食物进入肠子，在那里腐烂，有毒物质进入血液，造成疾病。中国也有“宿便”致病的说法。这样的概念在19世纪被许多医生接受，形成“自身中毒”（auto-intoxification）的概念。随着医学的发展，这样的概念逐渐被否定了。但是在民间，“内中毒”的想法一直在持续，也导致了洗肠流行的状况。

       支持洗肠的人说，“90%的疾病来自大肠”。洗肠能排出宿便和毒素，清除粘在肠壁上的粪块，所以洗肠对许多疾病都有治疗作用。他们还以宋美龄每天洗肠活到106岁为例，证明洗肠的好处。

反对者认为没有任何科学研究的结果支持这样的说法。手术和尸检都没有发现任何粘在肠壁上的粪块。以前认为是自身中毒引起的症状，如头痛，疲倦，没有胃口，其实是消化道被撑胀，而不是毒素引起的。洗肠不仅昂贵（一次要人民币500元左右），而且还有由于器械消毒不彻底造成的交叉感染和变形虫（阿米巴）感染，操作不当造成的肠壁损伤和穿孔，破坏肠道的水和电解质平衡等等危险。它还能降低肠壁的敏感性，形成对洗肠的依赖性，不洗肠就拉不出屎来。

洗肠也会除去大量的肠道细菌。这是好事，还是坏事？现在也还不清楚。也许是因为对人的肠道细菌的研究还在初期阶段，还没有人去做这样的研究。而且效果也很可能因人而异。

所以在目前，这还是个见仁见智的问题。既没有数据表明它有那么神奇的效果， 副作用也不是很常见。有那个经济能力，愿意去试，也未尝不可。

但是每天解大便还是好的习惯。我们拉出的粪便中，重量的60% 左右是肠道细菌，说明这些细菌每天都在大量繁殖。保持这样的“流水线”畅通，让每天繁殖出来的细菌连同食物残渣一起排出去，应该是更好的做法。粪便在体内存留过久，不仅会因为粪便里面的水分被肠壁吸收变得很干，造成排便困难，而且繁殖出来的大量细菌也会逐渐消耗掉粪便里面的营养，状况变差以致死亡，释放出其内容物质。这就不会对健康有利了。

4，换地方换饮食能改变肠道细菌吗？

许多人都有这样的经验，到一个新的地方生活一段时间，解大便的情形会有改变（更容易了或更不容易了）。从中国人和美国人肠道细菌的组成不同来看，不同的地区可能有不同的占主流的肠道细菌。到一个新地方也许可以向肠内引入那个地方特征的肠道细菌，改变我们在一个地方长期工作和生活造成的肠道细菌基本不变，或逐渐向不利方向发展的状况。

改变地方一般也会改变吃的食物，诱导肠道细菌向不同的平衡发展。比如四川菜的辣和麻就有可能抑制某些肠道细菌的生长。泡菜含有大量的乳酸杆菌，也很有可能影响肠道细菌的组成。这方面的研究还很缺乏。但吃食物多样化，避免长期吃少数几种食物，不仅有利于营养均衡，也符合多种肠道细菌的生长需要。

结束语

肠道细菌虽然能改变人对食物中能量的利用，但单从肠道细菌着手，也不能完全达到保持健康的体重的目的。最根本的还是总热量进出的平衡。如果摄入的总热量不超标，那肠道细菌再帮助也不能生出更多的热量来。困难还是在要用意志来对抗本能。

但是一旦我们明白了这个道理，就能更加自觉地去限制总热量的摄入，远离垃圾食物，而且尽量少在外面吃饭。每周有足够的时间进行体育活动。在同时，也要应用我们知道的关于肠道细菌的知识，有意识地保持一个对我们最有利的肠道细菌群落。这不仅对保持正常的体重有好处，也能从其它方面促进我们的健康。