由日本理化学研究所综合医学科学中心(RIKEN Center for Integrative Medical Sciences, IMS)的Hiroshi Ohno领导的研究团队发现了一种新的减少肥胖的方法。他们的研究表明,只要肠道中存在拟杆菌属细菌,向肠道提供额外的乙酸就可以减少正常和肥胖小鼠的脂肪和肝脏质量。当这两个条件都满足时,肠道细菌可以消除更多的糖分,并促进宿主燃烧脂肪以获取能量。这项研究结果发表在《细胞代谢》(Cell Metabolism)杂志上。
肥胖影响着全球数亿人,构成了一场全球性的流行病。它与摄入过多的糖和淀粉类食物有关,已知会增加心脏病、2型糖尿病和癌症的风险。与此同时,研究表明,食用纤维可以降低这些疾病的风险——尽管哺乳动物无法直接消化纤维。当纤维到达你的大肠时,它会被细菌发酵,产生的副产品会释放到肠腔中,其中一些会进入血液。
这些副产品中最常见的是乙酸,已知对宿主代谢有一些有益作用。虽然这使膳食纤维成为一种良好的“益生元”,但个体在产生乙酸和其他有用副产品方面的差异限制了其效果。为了解决这个问题,Ohno和他的团队之前开发了一种乙酸补充剂,通过将其与纤维素结合。AceCel确保乙酸能够到达远端大肠并发挥其作用。
在这项新研究中,研究团队调查了AceCel如何影响小鼠的代谢和肠道细菌的组成。他们发现,无论是正常还是肥胖的小鼠,在接受AceCel后都会减轻体重,而不会失去肌肉质量。这并不适用于其他短链脂肪酸副产品,这意味着乙酸本身是关键。进一步的测试旨在弄清这是如何发生的。
他们接下来发现,与正常饮食的小鼠相比,接受AceCel的小鼠在休息时从燃烧肝脏脂肪中产生的能量更多,从碳水化合物中产生的能量更少。这类似于禁食或低碳水化合物、生酮饮食的效果,有助于减肥。假设对肠道微生物群的影响也会相似,他们分析了肠道菌群,发现食用AceCel的小鼠肠道中的拟杆菌数量更多。
然后,他们在具有可控肠道菌群的小鼠中测试了AceCel:要么完全没有细菌,要么有几种拟杆菌属细菌之一。他们发现,AceCel对无肠道细菌的小鼠的身体、肝脏或脂肪质量没有影响,而三种拟杆菌属细菌则对每种情况都有类似的积极影响。这意味着乙酸和肠道中拟杆菌的具体组合对于观察到的体重减轻是必要的。
深入研究后,他们发现这种组合导致肠道中碳水化合物的发酵更多,这意味着宿主体内可处理的糖分更少。通过消除糖分,促进了脂肪衍生的能量,并减少了糖分作为糖原储存在肝脏中的量,从而解释了肥胖是如何减少的。
开发治疗或预防肥胖的策略是一个亟待解决的紧迫问题。我们发现,乙酰化纤维素可以通过调节肠道微生物群的功能来预防肥胖。
我们的下一步是确认使用乙酰化纤维素治疗肥胖在人体中的安全性和有效性。如果确实有效,它可能成为功能性食品中预防肥胖的重要成分。
日本理化学研究所综合医学科学中心 Hiroshi Ohno
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