在新冠大流行以前，肥胖就已经成为全球范围内的大流行病了。“五人行，必有俩胖咂”就是目前世界人口的现状。据世界卫生组织的数据显示，全球目前超过19亿成年人超重，其中6.5亿人肥胖。中国是肥胖人口最多的国家。而且，肥胖人群的比例还在进一步上升。最关键的是，肥胖还是导致被称为“人类健康第一杀手”的心血管疾病的最大风险因素。
众所周知，饮食和生活习惯是导致肥胖的两大重要因素，而饮食占绝对比重。常言道：人如其食。不同的饮食习惯成就了不同的肠道微生物组（即肠道菌群），而它又在直接影响着肠道中促炎和抗炎反应的平衡。
诸多研究已经证实，高脂肪饮食会打破这种平衡，导致肠道菌群生态失调，从而提供给有害细菌更好的生长环境。随着有害菌不断壮大，我们的健康也会随之每况愈下。然而，导致这一有害影响的机制仍难以捉摸。
2021年8月13日，发表在《Science》上的一项最新研究中，来自美国范德比尔特大学领导的研究团队揭示了饮食直接影响宿主并促进有害肠道细菌生长的方式，这是一种此前未被探索的机制，饮食和肥胖可以通过影响肠道和肠道菌群之间的关系来增加心血管疾病的风险。该研究再一次夯实了此前的观点，即肠道菌群在心血管疾病发展中的关键作用。此外，该研究还提出了一种药物使预防高脂肪饮食带来负面后果成为可能。
我们都知道，高脂肪饮食会促进心血管疾病，部分原因是它富含胆碱，而胆碱会被肠道菌群转化为三甲胺（TMA），并利用其结构物质代谢生成氧化三甲胺（TMAO）。
2011年，发表在《Nature》上的一篇研究中，来自美国克利夫兰生物实验室的研究人员首次报道了肠道细菌的这种代谢产物，即氧化三甲胺（TMAO）会导致心脏病。当人体大量摄入红肉、牛奶、鸡蛋等食物时，在肠道菌群和肝脏的作用下就会产生大量TMAO。
近年来，越来越多的研究证实TMAO与心血管疾病有着密切关系。然而，饮食诱导的肠道生理学变化是否能改变菌群代谢能力仍是未知的。
在此前的研究中，研究人员发现，肠道上皮细胞和肠道菌群有着互利的关系，可以促进健康的肠道环境。在这项研究中，他们想了解像肥胖这样的疾病是否会影响这种互利关系。
在饮食诱导的肥胖小鼠模型中，研究人员发现，长期高脂肪饮食会引起炎症并损伤结肠上皮细胞，进而破坏了细胞线粒体的功能。线粒体损伤会影响ATP的产生、代谢物转化和细胞活性氧（ROS）的生成；而线粒体功能障碍涉及多种健康问题，其中就包括心血管疾病。此外，高脂肪饮食还增加了肠腔呼吸链电子受体（氧气和硝酸盐）的生物利用率，从而造成大肠杆菌呼吸依赖性的胆碱分解作用。
这些因素为大肠杆菌的生长提供了有利条件，并促进其参与胆碱转化为三甲胺（TMA）的cutC基因表达。大肠杆菌对胆碱分解代谢的加强导致小鼠血液中TMAO水平的增加。这一系列过程与促进动脉硬化和增加患者全因死亡的相对风险密切相关。
接下来，研究人员通过动物模型证实，一种目前被批准用于治疗溃疡性结肠炎的药物可以恢复肠上皮细胞的功能，并抑制氧化三甲胺（TMAO）水平的增加。这种名为5-氨基水杨酸的药物可以激活肠上皮中的线粒体功能。
研究人员认为，像5-氨基水杨酸这样的药物与益生菌联合使用，既可以恢复健康的肠道环境，又可以提高有益细菌的水平。
该研究通讯作者、范德比尔特大学医学中心病理学、微生物学和免疫学助理教授Mariana Byndloss博士说：“只有完全了解健康和疾病期间宿主和肠道微生物之间的关系，我们才能设计出有效控制肥胖和肥胖相关结果（如心血管疾病）的疗法。”
Byndloss团队计划将他们的研究扩展到心血管疾病的动物模型。他们还在探索宿主-微生物关系在包括结直肠癌在内的其他疾病发展中的作用。
论文链接：
https://science.sciencemag.org/content/373/6556/813
日期：2021-08-16
